mariana.doc

MINISTERUL EDUCAŢIEI ŞI CERCETĂRIIUNIVERSITATEA DE NORD BAIA – MARE

FACULTATEA DE ŞTIINŢESPECIALIZAREA BIOLOGIE - CHIMIE

LUCRARE METODICO-ŞTIINȚIFICĂ

pentru obţinerea gradului didactic I

ILUSTRAREA LEGILOR EREDITĂŢII ÎN HIBRIDĂRI

LA DROSOPHILA MELANOGASTER ŞI UTILIZAREA

REZULTATELOR ÎN ACTIVITATEA DIDACTICĂ

Coordonator ştiinţific: Profesor:

Şef lucr. Dr. Mihăilescu Lucia Miclean Mariana

BAIA MARE2008 - 2010

Ilustrarea legilor ereditǎţii in hibridǎri la Drosophila melanogaster şi utilizarea rezultatelor în activitatea didacticǎ

CUPRINS

Introducere……………………………………………………………………………………4

Partea I…………………………………………………………………………………………6

Cap. I Drosophila melanogaster – obiect de studiu în genetică……………………………...7

1.1. De la experienţele lui Mendel la experienţele lui Morgan …………….........................7

1.2. Avantajele cercetărilor cu D. melanogaster …………………………………………..8

1.3. Morfologia şi ciclul vital la D. melanogaster…………………………………………9

1.4. Recunoaşterea sexelor la D. melanogaster …………………………………………..12

1.5. Cultivarea în laborator a musculiţei de oţet ……………………………......................15

1.6. Linii sălbatice şi mutante de D. melanodaster………………………………………...23

1.7. Utilizarea testului x ( chi-pătrat) în analiza genetic a experienţelor de hibridare la

D.melanogaster………………………………………………………………… 27

Cap. II Aspecte ale unor studii asupra D. melanogaster implicate în alte domenii ale

ştiinţei………………………………………………………………………………...31

2.1. Aspecte ale unor studii asupra D. melanogaster implicate în genetic medical

actual…………………………………………………………………………………32

2.2. Studii de genetică şi biologie moleculară la D. melanogaster……………………….35

Cap. III Evidenţierea fenomenelor de crossing-over şi pleiotropie în dihibridări la D. melano-

gaster…………………………………………………………………………43

3.1. Aspecte introductive…………………………………………………………………..43

3.2. Scopul lucrării…………………………………………………………………………50

3.4. Material şi metode……………………………………………………………………..52

3.4. Rezultate şi discuţii…………………………………………………………………….52

2


3.5. Concluzii……………………………………………………………………………….61

Partea II……………………………………………………………………………………….63

Cap. IV Aspecte metodice în procesul instructiv – educativ…………………………………64

4.1. Orientări noi în procesul de predare – învăţare…………………………………………65

4.2. Strategiile operaţionale – noi abordări în didactica disciplinei………………………....66

4.3. Resurse materiale.............................................................................................................74

4.4. Metode de predare – învăţare...........................................................................................75

4.5. Prezentarea selectivă a unor metode de instruire

– autoinstruire folosite în lecţiile de biologie…………………………………………84

4.6. Metode de evaluare……………………………………………………………………...89

Cap. V Concluzii……………………………………………………………………………108

Anexa nr. 1………………………………………………………………………………….110Anexa nr. 2………………………………………………………………………………….116

Bibliografie…………………………………………………………………………………123

3


INTRODUCERE

Genetica, termen provenit din grecescul gennao – „a naşte”, introdus în anul 1906 de

către W. Bateson, este disciplina biologică ce se preocupă cu studiul eredităţii, variabilităţii şi

determinismului caracterelor.

Dintre toate ramurile biologiei, ea a cunoscut până în zilele noastre cea mai

accelerată ascensiune, numeroşi savanţi consacrându-se unei munci perseverente şi

pasionante, efectuând studii compexe în domeniul eredităţii şi variabilităţii organismelor,

răspunzând unor întrebări care, de milenii, au preocupat omenirea. De la procesele ce 4


guvernează dezvoltarea plantelor, animalelor şi microorganismelor, până la ameliorarea

soiurilor de plante şi animale, de la structura genei, pâna la terapia genetică a cancerului,

genetica a fost chemată să găsească răspunsuri, soluţii, explicaţii pe care nici o altă disciplină

bilogică nu le-a putut oferi

Experienţele hibridologice la Drosophila melanogaster, întreprinse iniţial de Thomas

Hunt Morgan şi colaboratorii săi, au confirmat legile şi teoria factorilor ereditari din genetica

hibridologică mendeliană, adăugând numeroase elemente noi în aprofundarea eredităţii şi

variabilităţii organismelor.

Departe de a fi încheiat, studiul experimental hibridologic la musculiţa de oţet este

în plină desfăşurare în numeroase laboratoare de genetică drosofiliană şi acest studiu ur-

măreşte atât scopuri de cercetare fundamentală, cât şi scopuri aplicative.

În cadrul acestei lucrări am realizat experienţe hibridologice de asociare a unor

caractere mutante la D. melanogaster, urmărind modul în care se manifestă o dihibrid-

are, pornind de la anumite combinaţii de caractere ale unor genitori, dihibridare care pe

parcursul generaţiilor descendente a evidenţiat o serie de fenomene genetice foarte im-

portante aşa cum sunt:

înlănţuirea caracterelor cu sexul (sex-linkage);

schimbul reciproc de gene între comozomii omologi (crossing-over);

interacţiunea dintre gene nealele cu efecte fenotipice negative (pleiotropia detri-

mentală).

Opţiunea pentru această temă a fost determinată de dorinţa cunoaşterii core -

laţiei dintre ereditate şi comportament astfel încât lucrarea este structurată pe cinci capitol, în

primul capitol sunt prezentate aspecte generale privind utilizarea musculiţei de oţet D.

melanogaster în studii de genetică experimentală.

În al doilea capitol sunt discutate diferite aspecte legate de importanţa cer-

cetărilor la D. melanogaster pentru aprofundarea unor probleme de genetică umană medicală

sau de evoluţionism.

În al treilea capitol, destinat analizelor genetice a experienţelor hibridologice de

asociere a unor caractere mutante la D. melanogaster, se fac precizări privind liniile mutante

care au alcătuit materialul experimental, variantele experimentale, rezultatele obţinute şi in-

terpretarea acestora.

Prin aprofundarea acestor noţiuni referitoare la modul de transmitere a carac-

terelor ereditare, precum constatarea faptului ca la nivel de ciclu gimnazial programa şcolară

5


şi manualele evită să ilustreze sau prezintă prea puţin diferitele fenomene sau procese biolo-

gice (ereditatea, procese mutagene, variabilitatea, evoluţia), în partea a doua a lucrării, parte

consacrată contribuţiei personale pe linie didactico-metodică am considerat ca important

prezentarea unor metode de predare -învăţare–evaluare cu aplicabilitate la nivel gimnazial iar

conform noii programe şcolare prin reintroducerea evoluţionismului la clasa a VIII ca fiind

utilă prezentarea unor proiecte didactice pe această unitate de învăţare.

Doresc să îmi exprim pe această cale profunda recunoştinţă faţă de conducătorul şti-

inţific, d-na Mihăilescu Lucia ,pentru îndrumarea competentă şi sprijinul acordat pentru real-

izarea acestei lucrări.

6


PARTEA – I-

Capitolul 1

DROSOPHILA MELANOGASTER - OBIECT DE STUDIU ÎN GENETICĂ

7


1.1. De la experienţele lui Mendel la experienţele lui Morgan

Genetica – ştiinţa eredităţii şi variabilităţii organismelor a înregistrat o adevărată dez-

voltare în a doua jumătate a secolului al XIX-lea. Cu toate că s-au mai făcut cercetări şi

înainte, hotărâtor a fost momentul în care Gregor Mendel a decis să publice în 1866 rezul-

tatele unor experienţe efectuate asupra unor plante bine alese.

Munca efectuată de Mendel a contribuit la atribuirea statutului de ştiinţă a geneticii

care se bazează pe trei criterii:

S-a delimitat cu precizie domeniul de cercetare

Au apărut şi s-au perfecţionat metode şi tehnici proprii de investigare

Au fost obţinute rezultate pe baza cărora s-au putut formula legi şi teorii funda-

mentale.

Astfel, descoperind primele legi privind transmiterea genelor la descendenţi hibrizi şi

formulând teoriei factorilor ereditari, naturalistul ceh Gregor Mendel este considerat fonda-

torul geneticii.

În etapa hibridologică a geneticii s-au descoperit o serie de legi şi de reguli care se

manifestă în transmiterea caracterelor de la genitori la descendenţii hibrizi, stabilindu-se anu-

mite relaţii numerice între diferitele categorii fenotipice şi genotipice, care apar în mono-, di-

şi polihibridări. Totodată, în această etapă au fost scoase la lumină şi unele abateri aparente

faţă de astfel de relaţii numerice, care se observă la anumite organisme în condiţiile particu-

lare ale unor interacţiuni interalelice şi nealelice, toate explicate prin teoria mendeliană a fac-

torilor ereditari.

Pionierii noii etape în dezvoltarea geneticii au început prin a sesiza relaţia dintre cro-

mozomi şi ereditate. Cea mai reprezentativă contribuţie de acest gen a fost ipoteza Sutton-

Boveri, care a deschis calea unor cercetări ample, soldate cu elaborarea teoriei cromozomiale

a eredităţii.

Meritul de a fi reluat ideile cuprinse în această teorie şi de a le fi demonstrat valabili-

tatea pe cale experimentală aparţine geneticianului american Thomas Hunt Morgan şi colabo-

ratorilor lui ca Alfred Sturtevant, Calvin Bridges şi Herman Joseph Muller. Începând cu anul

1910, aceşti cercetători au desfăşurat un sistem vast de experienţe, care au pus bazele unei

teorii ce încununează o perioadă de glorie a geneticii, şi anume, etapa citogeneticii.

8


În ambianţa Universităţii din Columbia, ajungând să cunoască lucrarea lui Gregor

Mendel şi fiind totodată incitat de ideile lui W. Sutton, Morgan ajunge la concluzia că

evoluţia animalelor şi ereditatea lor trebuie explicate pe cale experimentală, astfel că în 1908

se consacră unor cercetări de genetică animală (Ştefănescu, Gr., 2004).

Primele experienţe de acest gen le-a efectuat pe şobolani. Aceste animale însă prezen-

tau o serie de inconveniente. Căutând un alt material biologic pentru experienţele sale

alegerea a fost musculiţa de oţet sau Drosophila melanogaster, şi aceasta nu întâmplător.

1.2. Avantajele cercetărilor cu Drosophila melanogaster

E.W. Castle şi W.F. Carpenter (1906, citaţi de Iftimovici, 1975), publicând

rezultatele unor experienţe, atrăgeau atenţia asupra acestui organism care se dovedea a fi un

animal ideal pentru studiile de genetică experimentală.

Avantajele oferite de Drosophila melanogaster sunt următoarele:

Se poate cultiva în laborator pe medii simple şi uşor de pregătit.

Are ciclul de viaţă scurt, o generaţie nouă putând fi obţinută în numai 14 zile la

temperaturi de 20 °C.

Într-un interval relativ scurt, de numai 45 zile, se pot studia 3 generaţii oferind

totodată o bună interpretare a rezultatelor unor hibridări.

Prezintă un dimorfism sexual accentuat, ceea ce favorizează munca de alegere

a musculiţelor perechi a căror descendenţă se va perpetua în cadrul culturilor

de întreţinere sau se va studia în culturile experimentale.

Este foarte prolifică, o pereche de genitori produce aproape 250 de descen-

denţi, fapt ce permite ca studiile hibridologice să aibă acoperire statistică foarte

bună.

Prezintă un număr redus de cromozomi somatici (2n = 8 cromozomi), iar

forma şi dimensiunile lor permit ca ei să poată fi uşor identificaţi.

Dimorfismul sexual al musculiţei este corelat cu prezenţa unor perechi de cro-

mozomi sexuali diferiţi la femelă (XX) faţă de mascul (XY).

9


Prezenţa în glandele salivare a unor cromozomi uriaşi, de cca. 157 de ori mai

mari decât cei normali, a permis întocmirea hărţilor cromozomiale citogenet-

ice.

În culturile de laborator au fost identificate numeroase fenotipuri mutante, uti-

lizate în experienţe de hibridare cu indivizi sălbatici, cu fenotipuri alternative

normale, rezultatele acestor experienţe evidenţiind fenomenele genetice de re-

cesivitate sau dominanţă ale caracterelor, de înlănţuirea genelor în cromozomi,

de transmitere înlănţuită a genelor cu cromozomii de sex, de recombinare ge-

netică prin crossing-over între cromozomii omologi.

1.3. Morfologia şi ciclul vital la Drosophila melanogaster

Musculiţa de oţet este o insectă cu metamorfoză completă, în ciclul său vital putându-

se distinge mai multe stadii bine delimitate morfologic şi temporal. Aceste stadii sunt: oul,

embrionul, larva, pupa şi adultul.

10


Fig.1. Metamorfoza la Drosophila melanogaster

Oul are o lungime de 0,5 mm, având în general o formă ovală cu simetrie bilaterală

dorso-ventrală şi antero-posterioară. Partea dorsală este mai bombată decât cea ventrală, iar

partea anterioară, dorsală prezintă o pereche de filamente, dilatate terminal, care împiedică

scufundarea oului în mediul de cultură. Membrana externă (corionul) este opacă şi prezintă un

model de semne hexagonale. Fecundarea ovulului este internă. Când oul este expulzat în uter,

spermatozoidul pătrunde prin micropil în protuberanţa conică de la capătul anterior. Ouăle pot

fi depuse imediat după fecundaţie sau pot fi reţinute în uter în primele faze ale dezvoltării em-

brionare.

Embrionul ia naştere din ou prin diviziunile de segmentare ale acestuia. Aceste diviz-

iuni au loc în spaţiul delimitat de corion. La încheierea formării embrionului acesta fisurează

corionul, aşadar eclozează, pătrunzând în mediul de cultură unde se hrăneşte şi creşte în di-

mensiuni.

Larva presupune un stadiu caracterizat prin trei perioade delimitate în timp de două

năpârliri larvare. Prima perioadă larvară durează de la ecloziunea embrionului până la prima

năpârlire, a doua perioadă este cuprinsă între prima şi a doua năpârlire iar a treia perioadă lar-

vară se încadrează între a doua năpârlire şi împupare. În cea de-a treia perioadă larva este

foarte activă şi vorace, astfel că spre finalul acestei perioade ea poate atinge o lungime max-

imă de 4-5 mm.

11


Trebuie să amintim că în cea de a treia perioadă larvele sunt folosite pentru studiul

cromozomilor uriaşi care se găsesc în glandele lor salivare.

Fig.2. Cromozomii uriaşi din glandele salivare ale larvei

Pupa. Când larvele se pregătesc pentru acest stadiu, părăsesc mediul de cultură şi

aderă la o suprafaţă relativ uscată. Această suprafaţă poate fi peretele vasului sau un suport

din lemn, hârtie de filtru, material plastic sau sticlă care se introduc în vasul de cultură.

Pupa este o casetă ovoidă de culoare brună, relativ rigidă, rezultată din tegumentul alb

şi moale al larvei care şi-a încheiat stadiul al treilea de dezvoltare. În interiorul învelişului de

împupare, larva suferă modificări esenţiale, transformându-se în adult.

Viaţa pupei durează în medie 6,3 zile la o temperatură de 20°C sau 4,2 zile la o tem-

peratură de 25°C. Când s-au terminat transformările, insecta eclozează prin capătul anterior al

pupei, părăsind astfel învelişul rigid.

Adultul. Imediat după ecloziune insecta este alungită, cu aripile nedesfăcute, lipite de

corp şi are o culoare deschisă ce se închide după câteva ore. Aceste caracteristici constituie

criterii de deosebire de insectele bătrâne.

12


La scurt timp aripile se întind, corpul devine mai rotunjit, iar culoarea dobândeşte as-

pectele specifice şi distinctive la cele două sexe.

Fig.3. Adult mascul din specia Drosophila melanogaster

Temperatura condiţionează în modul cel mai evident durata stadiilor în ciclul vital al

musculiţei de oţet. Astfel, la 20°C, ciclul vital complet se desfăşoară în circa 15 zile, în timp

ce la 25°C, acelaşi ciclu vital complet durează doar 10 zile. Dacă în mediul de viaţă temper-

atura depăşeşte 30°C acest lucru atrage după sine sterilitatea şi scăderea vitalităţii insectelor.

La rândul ei, temperatura scăzută prelungeşte ciclul vital şi determină o diminuare a

vitalităţii. De exemplu, la 15°C ciclul vital durează 18 zile, iar la 10°C se poate prelungi până

la 60 de zile. Cunoscând această dependenţă a duratei ciclului vital de valoarea temperaturii

mediului ambiant, culturile de Drosophila melanogaster trebuie să se dezvolte la o temper-

atură cuprinsă în intervalul de 20-25°C.

1.4. Recunoaşterea sexului la Drosophila melanogaster

În cazul larvelor se poate face o diferenţiere a sexelor luând în considerare existenţa

cromozomilor uriaşi în glandele salivare ale larvelor femele deoarece sunt mai mari.

13


De asemenea în experienţele în care se urmăreşte efectul unor agenţi mutageni,

chimici sau fizici, sau transmiterea unor caractere legate de un anumit sex, se folosesc larvele

femele deoarece acestea primesc un cromozom X patern care poate fi marcat şi identificat în

descendenţă.

În experienţele de hibridare este de asemenea necesară recunoaşterea sexului atât la

larve cât şi la adulţi. Sexul larvelor se poate evidenţia după poziţia şi mărimea gonadelor. Go-

nadele se găsesc în partea posterioară şi laterală a larvei, mai precis, în corpii graşi. Testic-

ulele sunt mai mari şi au formă ovală. Evidenţierea sexului în stare larvară se poate face cu

ochiul liber sau cu o lupă binoculară.

După cum se ştie, adulţii de Drosophila melanogaster prezintă dimorfism sexual.

Femelele sunt de regulă mai mari decât masculii, dar mărimea musculiţelor depinde

foarte mult de condiţiile de hrănire în stadiul larvar. De pildă, dacă în vasul de cultură s-a real-

izat o suprapopulare cu larve, primii adulţi eclozaţi sunt mai mari, indiferent de sex, faţă de

cei eclozaţi ulterior.

La femele abdomenul este mai alungit şi se termină acuminat, iar la masculi ab-

domenul este mai scurt şi rotunjit terminal. Pe măsură ce femela se dezvoltă, abdomenul ei

plin cu ouă devine mai voluminos şi acum sexele pot fi recunoscute cu mai mare uşurinţă.

La multe linii mutante, inclusiv la tipul sălbatic, sexele se pot recunoaşte după col-

oritul şi alcătuirea abdomenului. Astfel, abdomenul femelei are 7 segmente care sunt separate

evident prin linii mai pigmentate. Masculul în schimb, posedă doar 5 segmente abdominale,

vizibil separate, ultimele două dând impresia unui tergit unic, foarte închis la culoare şi lucios.

De asemenea, la mascul pigmentarea mai accentuată a extremităţii caudale înconjoară întreg

abdomenul.

Dacă există dubii în privinţa sexului, fapt ce apare mai ales în cazul insectelor adulte

de tip sălbatic sau mutante prea tinere, proaspăt eclozate din pupă şi foarte decolorate, sau în

cazul mutantelor care la ieşirea din pupă au corpul intens colorat la ambele sexe, se poate re-

curge la identificarea aşa-numiţilor pinteni sexuali. Aceştia sunt formaţiuni cu rol în acuplare

şi se găsesc doar la masculi, fiind alcătuiţi din peri chitinoşi, tari, scurţi şi puternic pigmentaţi,

dispuşi pe o ramă comună pe primul segment al tarsului membrelor anterioare.

14


Fig.4. Adulţii de Drosophila melanogaster: mascul (stânga) şi femelă (dreapta) vedere dorsală

Fig.5. Adulţii de Drosophila melanogaster: mascul (sus) şi femelă (jos)

vedere din profil

15


1.5. Cultivarea în laborator a musculiţei de oţet

Musculiţa de oţet este frecvent întâlnită în natură, pe fructe care au început să fer-

menteze (struguri, pere, prune, banane).

În laborator, creşterea se realizează pe medii de cultură în compoziţia cărora trebuie

să intre zahărul şi drojdia de bere.

1.5.1. Mediile de cultură

Voi prezenta modul de realizare a unor medii de cultură, diferenţiate după in-

gredientele utilizate şi modul de preparare.

Mediul de mălai

Ingrediente necesare:

Făină de porumb...........................................................150g

Zahăr.............................................................................100g

Agar-agar........................................................................10g

Drojdie de bere................................................................15g

Acid propionic.................................................................5ml

Apă de robinet...........................................................1000ml

Se amestecă toate componentele şi se fierb până se dizolvă agarul, obţinându-se un

mediu de consistenţa mierii de albine mai vâscoase. Mediul astfel obţinut este turnat în stare

caldă în vasele de cultură sterile. După răcire, se mai adaugă puţină drojdie de bere proaspătă

pentru declanşarea fermentaţiei mediului.

Acidul propionic se adaugă pentru împiedicarea creşterii mucegaiurilor.

Pentru pregătirea mediului se mai poate proceda astfel: în 2/3 din cantitatea totală de

apă se dizolvă prin încălzire agarul. Ulterior se adaugă celelalte componente şi se aduce

amestecul la fierbere. Concomitent, în 1/3 din apa rămasă se adaugă şi se amestecă făina de

porumb care apoi se transferă în vasul cu agarul dizolvat, după care se adaugă şi celelalte

componente. În final se adaugă acidul propionic şi se continuă fierberea, agitându-se

16


amestecul în permanenţă până când devine semilichid. Apoi se toarnă în vasele de cultură

sterilizate.

Mediul de griş


Griş....................................................................................60g

Zahăr..................................................................................45g

Gelatină................................................................................8g

Drojdie de bere...................................................................70g

Acid propionic....................................................................5ml

Apă de robinet................................................................600ml

Într-un vas de preparare se introduce toată cantitatea de apă în care, după o prealabilă

înălzire, se adaugă gelatina pentru a fi dizolvată. Ulterior se adaugă şi drojdia de asemenea di-

zolvată. În continure, este adăugat grişul prin împrăştiere în timp ce se agită permanent pentru

a împiedica formarea glomerulelor. Se adaugă apoi zahărul care este de asemenea dizolvat în

prealabil.

Se continuă fierberea circa 20 minute, se mai adaugă acidul propionic şi când

amestecul are consistenţa mierii de albine se toarnă în vasele de cultură scoase recent de la

sterilizare.

Mediul de făină de grâu


Făină de grâu.....................................................................10,3%

Melasă...............................................................................11,5%

Acid propionic....................................................................0,7%

Apă de robinet..................................................................77,5%

17


Se fierbe melasa în 2/3 din apă, iar în cealaltă treime se pregăteşte o cocă de

grâu care se adaugă la soluţia de melasă şi se fierbe până ce mediul devine consistent. Apoi se

toarnă încă fierbinte în vasele de cultură recent sterilizate.

Mediul de făină de porumb, melasă şi uruială de ovăz


Făină de porumb...............................................................14,0%

Melasă...............................................................................11,0%

Uruială de ovăz...................................................................1,6%

Acid propionic....................................................................0,7%

Apă de robinet..................................................................72,7%

Melasa şi uruiala se fierb în 2/3 din apă. Făina de porumb se amestecă în restul de

1/3 apă. Se fierb împreună până se creează condiţii de gelificare. În cazul în care mediul este

moale se adaugă o cantitate mică de agar.

Mediul de fructe

Cel mai întâlnit este mediul de banane doar că acesta are inconvenientul că se

înmoaie îngreunând scoaterea insectelor din vas în momentul ecluzionării. Constă dintr-o bu-

cată de banană coaptă bine, imersionată într-o suspensie de drojdie de bere. În locul bananelor

se pot folosi pere, prune, struguri, imersionate de asemenea într-o suspensie de drojdie de

bere.

Din cele prezentate reiese faptul că un mediu de cultură pentru a fi folosit cu

rezultate bune trebuie să îndeplinească următoarele condiţii:

Să fie consistent pentru a nu permite scufundarea în mediu a in-

sectelor, în momentul ecluzionării. Pentru a da consistenţă mediului se adaugă

agar.

18


Să conţină o cantitate de zahăr, necesar pentru hrana larvelor şi

insectelor adulte, cât şi pentru declanşarea dezvoltării şi înmulţirii drojdiei de

bere.

Drojdia folosită în compoziţia sa trebuie să fie proaspătă şi de

bună calitate pentru a declanşa rapid procesele de fermentaţie ale glucidelor.

La turnare este necesar ca mediul să nu se prelingă şi pe pereţii

vasului ci doar la baza lui.

Operaţia de turnare în vasele de cultură se face cu ajutorul unui pahar Berzelius sau

cu ajutorul unui dispozitiv confecţionat astfel: la o pâlnie de sticlă cu diametru de 10 cm, care

se fixează la un suport metalic, se ataşează un furtun de cauciuc cu diametrul de 1 cm şi pre-

văzut cu o clemă.

Grosimea stratului de mediu se recomandă a fi de 1,5-2 cm. Înainte de folosire,

vasele de cultură, dispozitivele de turnare, trebuie bine spălate şi sterilizate, pentru a evita in-

fectarea culturilor. După ce s-a efectuat turnarea în vase, acestea se acoperă cu o pânză de ti-

fon curată şi se lasă să se răcească. După răcirea completă, pe suprafaţa mediului se mai

adaugă drojdie de bere comprimată, proaspătă care determină fermentarea glucidelor din com-

poziţia mediului. Vasele se astupă cu dopuri de vată sau de tifon.

Mediul de cultură astfel pregătit poate fi folosit imediat, în vederea menţinerii şi în-

mulţirii colecţiei de Drosophila melanogaster sau în diferite experienţe ce se efectuează, sau

poate fi păstrat timp de câteva zile în frigider (+4°C).

Insectele trebuie transferate pe mediul de cultură proaspăt pregătit, în momentul când

drojdia a început să se înmulţească şi se dezvoltă bine. Acest lucru se poate aprecia prin

apariţia la suprafaţa mediului a unei pâsle albicioase, formată din miceliul ciupercii şi prin

apariţia unui miros specific. În vederea creării condiţiilor ca un număr cât mai mare de larve

să împupeze, se recomandă ca în vasul de cultură să se introducă o bucată de hârtie, carton,

material plastic, placaj etc., lată de 2 cm, aşezată înclinat la 45°. Transferarea insectelor să se

facă cu multă atenţie pentru a evita pătrunderea în vasul de cultură a unor insecte, ce aparţin

altei linii.

După câteva zile, insectele femele depun ouă. Cînd sunt create condiţii optime de

dezvoltare, larvele desfăşoară o activitate intensă, brăzdând în toate direcţiile mediul şi fiind

foarte vorace. Acestea constituie astfel şi un indiciu preţios despre modul cum decurge cul-

tura.

19


1.5.2. Montarea culturilor

Pentru manipularea indivizilor în vederea întreţinerii culturilor biobazei sau a efec-

tuării experienţelor, avem nevoie de un utilaj minim alcătuit din:

Dispozitiv de eterizare a indivizilor;

Un vas morgă de depozitare a indivizilor de care nu mai este nevoie;

Pensule fine pentru manipulat indivizii eterizaţi;

Plăci de sticlă cu suprafaţa albă pentru examinarea indivizilor;

O lupă de mână sau o lupă binoculară;

Marker cu care se notează vasele de cultură;

Vase cu mediu;

Înainte de punerea musculiţelor de sexe diferite în vasele de cultură, fie pentru în-

treţinerea liniilor homozigote, sălbatice şi mutante, fie pentru montarea de experienţe, ele tre-

buie ţinute un timp oarecare în stare de imobilitate, pentru a se putea alege perechile potrivite

şi pentru a se verifica însuşirile lor. Acest lucru se realizează prin eterizare. Pe această cale in-

divizii sunt adormiţi şi pot fi examinaţi fără dificultate. În cazul în care ei se trezesc înainte de

a încheia manipularea lor, ei pot fi aduşi în stare de imobilitate prin reeterizare.

Un eterizator simplu poate fi realizat dintr-un borcan mic în care se pune vată îm-

bibată în eter. Borcanul este astupat cu un dop de cauciuc prevăzut cu un orificiu prin care

trece tubul unei pâlnii de plastic sau sticlă. La partea inferioară, tubul pâlniei este închis cu o

sită deasă care să ofere posibilitatea eterizării musculiţelor transferate acolo, dar să nu permită

trecerea lor prin ea. La partea superioară a tubului pâlniei se introduce un obiect cu o dimensi-

une potrivită pentru închiderea lui etanşă.

Pentru eterizarea musculiţelor cu un astfel de dispozitiv, vasul de cultură din care

folosim insectele se destupă rapid şi musculiţele se răstoarnă cât mai repede posibil într-un

vas gol şi curat. Apoi vasul în care s-au turnat musculiţele se astupă repede cu un dop de vată.

Este necesară această operaţie şi nu se toarnă musculiţele direct în eterizator pentru a evita

eterizarea unor musculiţe deja moarte sau antrenarea unor pupe desprinse de pe suport şi de

asemenea pentru a împiedica scurgerea mediului fluidizat de la baza vasului de cultură pe

pereţii acestuia, peste pupele care încă nu şi-au încheiat dezvoltarea.

20


Aşadar, după recoltarea rapidă a musculiţelor în vasul gol şi după astuparea lui cu

dopul de vată, vasul se întoarce pentru ca resturile din vas să poată fi scoase cu uşurinţă.

În continuare, se bate uşor vasul de recoltare, pentru a antrena la fundul său toate

musculiţele, se scoate dopul şi se răstoarnă rapid vasul cu gura în jos în pâlnia eterizatorului,

cât mai aproape de orificiul superior al tubului, musculiţele căzând la nivelul plasei fixate pe

orficiul inferior al tubului pâlniei. Apoi se închide etanş orificiul superior al tubului pentru a

împiedica fuga musculiţelor, pentru a determina acumularea vaporilor de eter şi totodată pen-

tru a evita transferul vaporilor de eter în atmosfera din laborator.

Musculiţele sunt ţinute în contact cu vaporii de eter timp de 30 secunde. După scurg-

erea acestui timp, insectele adormite sunt trecute din pâlnia dispozitivului de eterizare pe o

placă de sticlă în vederea examinării. Dacă musculiţele sunt ţinute în eterizator un interval mai

îndelungat se poate ajunge la supraeterizare, fenomen care provoacă moartea insectelor.

Musculiţele moarte prin eterizare se recunosc prin faptul că au aripile ridicate şi alip-

ite, iar picioarele extinse. Fireşte, astfel de musculiţe nu mai pot fi folosite ca genitori în cul-

turile de întreţinere experimentale, dar pot fi luate în considerare pentru evaluarea rezultatelor

unor experienţe de hibridare în calitate de musculiţe descendente, aparţinând unor anumite

generaţii ale acestor hibridări.

Dacă în timpul examinării lor, musculiţele încep să se trezească se recurge la reeteri-

zarea lor. În acest scop se reintroduc în eterizator sau se acoperă 30 secunde cu capacul unai

cutii Petri sub care a fost pus un dop mic de vată îmbibată cu eter.

Musculiţele eterizate şi împrăştiate pe suprafaţa sticlei de examinare sunt alese după

sex şi verificate în privinţa caracterelor liniei de apartenenţă, fiind depistate eventualele forme

care se abat de la aceste caractere (mutaţii noi în cadrul liniilor sălbatice, retromutaţii spre

forma sălbatică a unor linii mutante, mutaţii noi în cadrul unor linii deja mutante etc.)

1.5.3. Tehnica utilizată pentru culturile de întreţinere

În laboratoarele de genetică unde se lucrează cu Drosophila, există întotdeauna un

număr oarecare de linii mutante, homozigote, stabilizate, care se menţin în viaţă în stare ge-

netic pură, în aşa – numitele culturi de întreţinere. Aceste culturi alcătuiesc biobaza sau

zestrea vie a laboratorului, de păstrarea căreia trebuie avută o grijă permanentă.

Vasele de cultură ale biobazei se păstrează în cutii de lemn sau de plastic care prez-

intă pereţi separatori pentru fiecare linie în parte. Aceste cutii sunt introduse în termostate.

21


Fiecare vas poartă un indice de identificare şi data însămânţării. Într-un registru special sunt

trecute liniile biobazei şi caracteristicile lor genetice, provenienţa şi alte date.

Este recomandat ca fiecare linie să fie reprezentată în acelaşi timp de 2-3 vase de cul-

tură, însămânţate simultan sau la intervale de o săptămână una faţă de alta, astfel încât pentru

orice linie să existe în orice moment atât larve cât şi pupe şi adulţi. De asemenea, prin faptul

că fiecare linie este cultivată în acelaşi timp asigură o mai bună păstrare a sa, în sensul că nu

va putea fi pierdută prin nedezvoltarea indivizilor dintr-un vas sau prin infectarea acestuia cu

virusuri patogene pentru Drosophila sau cu mucegaiuri.

Pentru întreţinerea biobazei, cînd se pregăteşte o nouă cultură, în vasele cu mediu

proaspăt se pun câteva perechi de musculiţe pentru aceeaşi linie. În vasele de tip eprubetă sunt

suficiente în acest scop 8-10 perechi. Este mai bine ca pentru o femelă să se repartizeze câte

2-3 masculi, numărul lor neinfluenţând densitatea populaţiei din generaţia filială dar în acelaşi

timp asigurându-se o bună fecundare . Important este ca numărul femelelor să nu treacă de 10.

În caz contrar se creează o suprapopulare cu larve, fapt dăunător pentru buna păstrare a lini-

ilor, deoarece o femelă depune în timpul vieţii ei până la 250 de ouă. Deci în cazul întreţinerii

liniilor biobazei este recomandat ca fiecare vas să fie însămânţat cu 10 femele şi 16 masculi.

Musculiţele eterizate şi alese pentru însămânţare nu trebuie aruncate direct pe mediu

căci se pot lipi de acesta. Pentru a evita astfel de cazuri, musculiţele vor fi transferate cu pen-

sula de pe placa de sticlă prin gura vasului de cultură, care este plasat înclinat lângă placa de

sticlă iar ulterior se va astupa cu dopul de vată şi se va dispune orizontal pe masa de lucru.

După trezirea şi deplasarea bună a musculiţelor în vasul de cultură, acesta va fi pus în poziţie

verticală.

Este important ca vasele de cultură să nu fie menţinute în biobază timp îndelungat, ci

trebuie schimbate relativ repede, pe măsură ce hrana din ele este consumată. Vasele prea

vechi pot fi infectate cu paraziţii specifici, fapt ce poate provoca moartea în masă şi scăderea

variabilităţii şi fertilităţii musculiţelor, în special a unor forme mutante mai sensibile.

Pentru a evita suprapopularea, după 4-5 zile, adulţii sunt îndepărtaţi din vasele de

cultură. În acest sens ei pot fi eliberaţi în natură sau eterizaţi şi trecuţi în vasul de morgă pen-

tru a evita prezenţa musculiţelor vagabonde în incinta laboratorului. Vasul morgă este un bor-

can obişnuit care conţine formol 4 %, ulei sau alcool de 70°. În acest vas, din motive de rapid-

itate a operaţiilor de realizare a însămânţărilor şi de evitare a scăpării în incinta laboratorului a

unui număr nedorit de musculiţe libere, se aruncă de asemenea şi acea parte a musculiţelor

22


care nu mai sunt utilizate pentru însămânţări la culturile de întreţinere sau la culturile experi-

mentale.

1.5.4. Montarea hibridărilor experimentale la Drosophila melanogaster

Când se montează experienţele de analiză genetică la Drosophila, vasul de cultură va

fi însămânţat cu femele virgine provenite de la o anumită linie şi masculi proveniţi de la o altă

linie. Acest lucru este impus de faptul ca sperma recepţionată de o femelă cu ocazia unei îm-

perecheri este reţinută în uter şi serveşte la fecundarea unui număr mare de ovule, ori în

primele două zile de la dispunerea pe mediu, o femelă virgină nu depune ouă, acest lucru real-

izându-se după fecundare spre sfârşitul celei de-a doua zile de la însămânţare.

Pentru obţinerea femelelor virgine trebuie să se ţină seama de faptul că, de regulă, o

femelă nu se împerechează timp de 10-12 ore de la ieşirea sa din pupă. Ca atare, dacă înde-

părtăm adulţii eclozaţi dintr-un vas de cultură care are încă pe pereţii săi pupe din care adulţii

nu au eclozat, toate tinerele femele adulte, eclozate timp de 10-12 ore după această operaţie

vor fi cu certitudine virgine, adică cu ovule nefecundate.

Femelele tinere, cu o durată de viaţă de până la o oră după eclozare sunt deschise la

culoare şi cu abdomenul mai transparent. La ele se poate recunoaşte o pată circulară mai în-

chisă situată pe partea ventrală a abdomenului, ceva mai anterior şi puţin spre stânga faţă de

linia median transversală a abdomenului.

În afară de acest semn, absenţa pintenilor sexuali la asemenea indivizi probează cu

toată certitudinea apartenenţa lor la sexul femel. Dacă prima recoltare nu oferă un număr

necesar de indivizi, se face o nouă recoltare după 8-10 ore. Este lesne de înţeles că aceste

femele virgine sunt transferate în vase de cultură speciale, cu mediu nou sau, aşa cum s-a pre-

cizat anterior, în vase de cultură improvizate, care în loc de mediul nou obişnuit conţin pur şi

simplu rondele provenite dintr-o banană.

În unele cercetări, în locul femelelor virgine, la intervale scurte de la eclozarea lor

din pupă, se recurge, din timp, la obţinerea de femele virgine prin selecţionarea de larve

femele. Acest procedeu se bazează pe cunoaşterea structurii interne a larvelor datorită trans-

parenţei corpului lor.

23


Astfel la larvele din perioada 3, se poate observa la o mărire puternică tipul gonade-

lor, care sunt localizate în corpurile grase, dispuse de-a lungul corpului, spre partea anterioară.

Testiculele sunt mult mai mari comparativ cu ovarele femele ale larvelor de aceeaşi mărime.

Aşadar, cu o mărire puternică la lupa binoculară şi datorită transparenţei corpului

larvelor din perioada 3 va putea fi identificat fie testiculul relativ mare al unei larve mascule,

fie ovarul de dimensiuni mai reduse al unei larve femele.

Asemenea larve selecţionate sunt trecute pe un mediu nou, într-un vas de cultură spe-

cial. În felul acesta, obţinerea de femele virgine se realizează fără a depinde de timpul

eclozării adulţilor din pupe. În final, pentru efectuarea hibridărilor experimentale, formele se-

lecţionate în acest scop vor fi puse direct în vasul de cultură pentru aceste experienţe sau nu-

mai în nişte vase de hrănire, inclusiv cele cu mediu de banane, şi apoi transferate la momentul

potrivit în vasele de experimentare.

Pentru hibridările experimentale se alcătuiesc, la fel ca în cazul culturilor de în-

treţinere a biobazei, loturi formate din cca. 10 femele virgine dintr-o linie şi 16 masculi din

altă linie. Înainte ca descendenţa să înceapă să apară, adică aproximativ la 7 zile de la în-

sămânţare, genitorii trebuie îndepărtaţi din vasele experimentale şi trecuţi în morgă sau în

vasele speciale de recoltare, pentru a nu se produce erori în aprecierea calitativă şi cantitativă

a descendenţei.

Este necesar să se ţină cont de faptul că în culturile experimentale, ţinute la temper-

atura de 20-24°C, descendenţii nu pot apare mai repede de 10-12 zile de la însămânţare.

1.6. Linii sălbatice şi mutante de Drosophila melanogaster

Colecţia întreţinută de conf.univ.dr. Grigorie Ştefănescu este alcătuită din linii

sălbatice şi mutante de Drosophila melanogaster, dintre care unele au fost procurate de la alte

centre universitare importante din ţară (Universitatea “Babeş-Bolyai”, din Cluj Napoca,

Universitatea “Al. I. Cuza” din Iaşi). Altele, au fost obţinute prin homozigotizarea unor linii

sălbatice sau prin disocieri şi asocieri de caractere ale unor linii simplu, dublu şi respectiv

triplu mutante, sau pur şi simplu spontan.

24


1.6.1. Linii de tip sălbatic

Linia de Baia Mare

Este o formă homozigotă, recoltată din municipiul Baia Mare şi întreţinută în

colecţia îngrijită şi perpetuată de conf.univ.dr Grigorie Ştefănescu începând cu anul 1996. Ca

şi alte linii sălbatice are corpul gri-gălbui, ochii roşii-cărămizii şi aripile drepte şi mai lungi

decât corpul.

Linia de Cluj-Napoca

Este tot o formă sălbatică homozigotă, fiind introdusă în colecţie din labora-

torul de genetică al Universităţii „Babeş-Bolyai” Cluj-Napoca. Este originară din Cluj-

Napoca, fiind întreţinută în laboratorul Universităţii „Babeş-Bolyai” din anul 1964. Această

linie are particularitatea că la indivizii foarte tineri ochii au culoare roşie care la adulţii mai

vârstnici se închide puţin astfel că vom observa o culoare roşie-cărămizie. Este întreţinută în

colecţie din anul 1996.

Linia de Novosibirsk

Este o formă homozigotă, provenită din laboratorul de genetică al Universităţii

„Babeş-Bolyai” Cluj-Napoca. Este originară din Novosibirsk, fiind întreţinută în laboratorul

de genetică al Universităţii de stat din Leningrad, actualmente Sankt-Petersburg (Federaţia

Rusă). Este cultivată în laboratorul de genetică al Universităţii „Babeş-Bolyai” Cluj-Napoca

începând cu anul 1964, iar în cadrul colecţiei din anul 1996. Are caractere asemănătoare cu

cele ale liniei de Baia Mare.

Linia de Alexandria

Este o formă homozigotă, recoltată în municipiul Alexandria (România) şi în-

treţinută în cadrul colecţiei începând cu anul 1998. Are aceleaşi caractere fenotipice ca şi lini-

ile de Baia Mare şi de Novosibirsk.

25


1.6.2. Liniile mutante determinate de o pereche de gene

Linia white – w (1-1,5)

Este o linie caracterizată prin ochii albi, determinaţi de gena recesivă white (w), situată

pe cromozomul 1 (X), la 1,5 cmo de capătul 0 al acestui cromozom, deci caracterul este sex-

linkage. Provine din laboratorul de genetică al Universităţii „Babeş-Bolyai” Cluj-Napoca, fi-

ind cultivată şi perpetuată în cadrul colecţiei din anul 1996.

Linia apricot – wa (1-1,5)

Este caracterizată prin ochi gălbui – roşiatici, determinaţi de gena recesivă wa din seria

polialelă white, situată pe cromozomul 1 (X), la 1,5 cmo de capătul 0 al acestui cromozom,

aşadar şi acest caracter prezintă sex-linkage. Provine din laboratorul de genetică al Univer-

sităţii „Al. I. Cuza” din Iaşi, fiind cultivată şi perpetuată în cadrul colecţiei începând cu anul

2005.

Linia cinnabar – cn (2-57,5)

Linia se remarcă prin ochi de culoare roşu – aprins, determinaţi de gena recesivă cn,

situată pe cromozomul 2, la 57,5 cmo de capătul 0 al acestui cromozom. Provine de la labora-

torul de genetică al Universităţii „Al. I. Cuza” din Iaşi, fiind cultivată în cadrul colecţiei în-

cepând cu anul 2005.

Linia sepia – se (3-26)

Se caracterizează prin ochi roşu-brun la juvenili care virează spre brun – închis,

aproape negru, adulţii vîrstnici, determinaţi de gena recesivă se, localizată pe cromozomul 3,

la 26 cmo de capătul 0 al acestui cromozom. Provine din laboratorul de genetică al Univer-

sităţii „Babeş-Bolyai” Cluj-Napoca, fiind cultivată şi perpetuată în cadrul colecţiei începând

cu anul 1996.

26


Linia Bar – B (1-57)

Are ochii baraţi de culoare roşie-cărămizie, determinaţi de gena semidominantă B, lo-

calizată în cromozomul 1 (X), la 57 cmo faţă de capătul 0 al acestui cromozom, deci carac-

terul prezintă sex-linkage. Acest locus se datorează unei microduplicaţii şi apare prin crossin-

over inegal. Femela heteozigotă (B/B+) are ochi în formă de bară, de două ori mai lată decât la

femela homozigotă (B/B) şi decât masculul hemizigot (B/0) (Precup, O., 1971). Provine din

laboratorul de genetică al Universităţii „Babeş-Bolyai” Cluj-Napoca, fiind cultivată în cadrul

colecţiei începând cu anul 1996.

Linia ebony – e (3-70,7)

Are corpul de culoare măslinie închisă, culoare care este determinată de gena recesivă

e , localizată în cromozomul 3, la 70,7 cmo faţă de capătul 0 al acestui cromozom. Provine din

laboratorul de genetică al Universităţii „Al. I. Cuza” din Iaşi, fiind cultivată în cadrul colecţiei

începând cu anul 2005.

Linia vestigial – vg (2-67)

Prezintă aripile reduse, determinate de gena recesivă vg , localizată în cromozomul 2

la 67 cmo de capătul 0 al acestui cromozom. Provine din laboratorul de genetică al Univer-

sităţii „Babeş-Bolyai” din Cluj-Napoca. Este cultivată în cadrul colecţiei începând cu anul

1996.

Linia Curly – (2-6,1)

Prezintă aripi curbate în sus, determinate de gena dominantă Cy, localizată pe cromo-

zomul 2 la 6,1 cmo de capătul 0 al acestui cromozom. Deoarece genotipul homozigot Cy Cy

este letal, toţi indivizii viabili ai liniei sunt heterozigoţi Cy Cy+, printre ei putând să apară şi

un număr redus de indivizi cu genotip normal Cy+Cy+ şi fenotip normal, adică aripi drepte, in-

divizi care sunt eliminaţi cu ocazia însămânţărilor noi de întreţinere a acestei linii. Provine din

laboratorul de genetică al Universităţii „Al. I. Cuza” din Iaşi fiind cultivată în cadrul colecţiei

începând cu anul 2005.27


1.6.3. Linii mutante determinate de două perechi de gene

Linia white-vestigial: w (1-1,5), vg (2-67)

Prezintă ochi albi şi aripi reduse. În dihibridările cu o linie sălbatică, aceste două car-

actere prezintă segregare independentă, manifestându-se totodată sex-linkage pentru ochii

albi. Linia a fost obţinută prin hibridări între liniile white şi vestigial şi este întreţinută în sânul

colecţiei începând cu anul 1996.

Linia sepia – vestigial: se (3-26), vg (2-67)

Prezintă ochi sepia şi aripi reduse. În dihibridările cu o linie sălbatică, aceste două car-

actere prezintă segregare independentă. Linia a fost obţinută prin hibridări între liniile sepia şi

vestigial, fiind întreţinută şi perpetuată în cadrul colecţiei începând cu anul 1996.

Linia Bar - sepia: B (1-57), se (3-26)

Se caracterizează prin ochi baraţi de culoare sepia. În dihibridările cu o linie sălbatică,

aceste două caractere prezintă segregare independentă, manifestându-se totodată sex-linkage

pentru caracterul ochi baraţi. Linia a fost obţinută prin hibridări între liniile Bar şi sepia şi în-

treţinută în biobaza colecţiei din anul 2000.

1.7. Utilizarea testului χ2 (testul chi-pătrat) în analiza genetică a experienţelor

de hibridare la Drosophila melanogaster

În cursul cercetărilor sale, biologul este pus adesea în situaţia de a preciza faptul dacă rezultatele obţinute de el în urma unor experienţe sunt conforme sau nu cu o anumită legitate naturală. Cu alte cuvinte, el trebuie să stabilească gradul de probabilitate cu care rezultatele respective se încadrează într-o asemenea legitate.

Uneori, cercetătorul intuieşte, pentru prima dată, existenţa unui fenomen legic şi

elaborează în acest sens o ipoteză de lucru, referitoare la rezultatele care ar putea să apară prin

testarea experimentală a ipotezei de lucru, adică a rezultatelor teoretic-aşteptate. 28


El va organiza anumite experienţe ale căror rezultate înregistrate pot confirma sau

infirma ipoteza de lucru.

Confirmarea ipotezei de lucru îl pune în situaţia de a fi demonstrat experimental

existenţa unei reguli sau a unei legităţi, încă necunoscute, asigurându-şi astfel prioritatea unei

noi descoperiri în domeniul lui de activitate.

Alteori, un cercetător are ca punct de plecare, sau ca ipoteză de lucru, o legitate sau

regulă deja bine cunoscută.

El intenţionează ca prin cercetările experimentale pe care le efectuează să aducă date

complementare în legătură cu legea sau regula respectivă.

În ambele situaţii, cercetătorii trebuie să precizeze gradul de corespondenţă între rezultatele teoretic aşteptate şi rezultatele experimentale empirice, observate.

Pentru a ajunge la o asemenea precizare sunt necesare două date, şi anume:

O măsură a abaterii rezultatelor observate în experienţă faţă de rezultatele teoretic-

aşteptate;

O metodă de a evalua dacă abaterea este semnificativă, stabilindu-se probabilitatea

încadrării rezultatelor experimentale observate în rezultatele teoretic-aşteptate.

Ambele date au fost furnizate de statisticianul englez Karl Pearson în anul 1899.

El a imaginat un indice de dispersie a abaterilor, notat cu χ2 (chi pătrat) şi a alcătuit un tabel

de probabilitate pentru diferitele valori ale acestui indice.

În anul 1922, în cadrul unor lucrări elaborate în mod independent, G.U.Yule şi

R.A. Fisher au descoperit o eroare în utilizarea tabelului şi au corectat-o.

Aplicarea testului χ2 (chi pătrat) înseamnă, de fapt, calcularea indicelui χ2 şi

determinarea probabilităţii valorii calculate. Elaborând testul χ2, K. Pearson a plecat el însuşi

de la o ipoteză de lucru, adică de la aşa-numita ipoteză a abaterii zero, după care, într-o

situaţie ideală, rezultatele experimentale, observate de un cercetător, sunt exact corespondente

cu cele teoretic-aşteptate şi deci diferenţa dintre ele este egală cu zero. Desigur, în situaţiile

reale, concrete, pot să apară unele abateri între rezultatele experimentale şi cele teoretic-

aşteptate, iar valoarea indicelui χ2 exprimă chiar gradul acestor abateri.

29


Aşa după cum se va arăta în continuare, testarea valabilităţii unei legităţi presupune determinarea diferenţelor dintre rezultatele observate şi cele teoretic-aştep-tate pentru diferite clase de evenimente care sunt incluse într-un fenomen sau legitate.

După aceste precizări, să urmărim modul în care se calculează indicele χ2. Se pro-

cedează astfel:

pentru fiecare clasă de evenimente incluse într-un fenomen dat se calculează

diferenţa (d) între valoarea rezultatelor experimentale observate (o), de la engl. observed, şi

valoarea rezultatelor aşteptate (e), de la engl. expected, aşadar aflăm cât este d = o – e;

diferenţa d obţinută se ridică la pătrat, deci se obţine d2;

diferenţa ridicată la pătrat se împarte la valoarea rezultatelor aşteptate, aşadar

se calculează raportul d2 : e;

Suma acestor rapoarte, calculate pentru toate clasele de evenimente, este chiar

indicele χ2, deci χ2 = Σ (d2 : e).

Cu cât valoarea indicelui χ2 este mai mare, cu atât este mai mică probabilitatea

ca datele experimentale să corespundă cu datele teoretic-aşteptate. Dimpotrivă, cu cât val-

oarea indicelui χ2 este mai mică, cu atât sunt mai mari şansele ca datele experimentale obser-

vate să corespundă cu datele teoretic-aşteptate prin ipoteza de lucru.

Tabelul lui Fisher permite evaluarea cu precizie a probabilităţii (P) a indicelui

χ2 pentru un anumit număr al gradelor de libertate (G.L.) care este egal cu numărul claselor de

evenimente ale unui fenomen (n) minus unu, deci G.L. = n – 1.

Tabelul lui Fisher

P

G.L.0,99 0,95 0,90 0,80 0,70 0,50 0,30 0,20 0,05 0,01

1 0,00 0,00 0,02 0,06 0,14 0,45 1,07 1,64 3,84 6,63

2 0,02 0,10 0,21 0,44 0,71 1,38 2,40 3,21 5,99 9,21

3 0,11 0,35 0,58 1,00 1,42 2,36 3,66 4,64 7,81 11,34

4 0,21 0,71 1,00 1,64 2,19 3,35 4,87 5,98 9,48 13,27

30


5 0,55 1,14 1,61 2,34 3,00 4,35 6,06 7,28 11,07 15,08

6 0,87 1,63 2,20 3,07 3,82 5,34 7,23 8,55 12,59 16,81

7 1,23 2,16 2,83 3,82 4,67 6,34 8,38 9,80 14,06 18,47

8 1,64 2,73 3,49 4,59 5,52 7,34 9,52 11,03 15,50 20,09

9 2,08 3,32 4,17 5,38 6,39 8,34 10,65 12,24 16,91 21,66

10 2,55 3,94 4,87 6,17 7,26 9,34 11,78 13,44 18,30 23,20

În evaluarea probabilităţii abaterilor rezultatelor experimentale, observate faţă de rezul-tatele teoretic aşteptate, luăm în considerare două situaţii:

1) Dacă valoarea indicelui χ2 corespunde unei probabilităţi mai mari de 5 % ( P ›

0,05), atunci se acceptă că valoarea indicelui intră în domeniul abaterilor nesemni-

ficative. Există astfel o concordanţă mai mică sau mai mare între datele experi-

mentale şi cele teoretice şi astfel admitem ipoteza abaterii zero.

2) Dacă valoarea indicelui χ2 corespunde unei probabilităţi mai mici sau egale cu 5 %

( P ‹ 0,05), atunci se consideră că valoarea respectivă intră în domeniul abaterilor

semnificative, deci între datele experimentale observate şi cele teoretic-aşteptate

nu există concordanţă, astfel încât, în acest caz, este respinsă ipoteza abaterii zero.

Să oferim un exemplu:

Dacă valoarea indicelui χ2 pentru G.L. = 3 este egală cu 0,47 din tabelul lui Fisher rezultă că această valoare are o probabilitate P situată între 0,95 şi 0,90. Aceasta înseamnă că în cazul repetării experienţelor se vor obţine rezultate similare în 90 – 95 % din cazuri, sau, cu alte cuvinte, concordanţa rezultatelor experimentale cu cele teoretic-aşteptate are o probabilitate mare, de 90 – 95 %.

Din datele tabelului rezultă că Σ (d2 / e), deci indicele χ2, are valoarea 0,49. Dacă ne adresăm tabelului lui Fisher, pentru G.L. = 3 (4 – 1 = 3) valoarea de 0,49 a indicelui χ2 con-feră o probabilitate P între 90 şi 95 %. Cu alte cuvinte, datele observate au o abatere re-dusă faţă de datele teoretic-aşteptate şi deci segregarea experimentală are o probabilitate ridicată (90 – 95%) de a reprezenta segregarea teoretică, de 9 : 3 : 3 : 1.

31


Capitolul 2

ASPECTE ALE UNOR STUDII ASUPRA DROSOPHILEI MELANOGASTER

IMPLICATE ÎN ALTE DOMENII ALE ŞTIINŢEI

Drosophila melanogaster, numită popular şi musculiţa de oţet, iar în limbajul

ştiinţific mai puţin pretenţios pur şi simplu drosophila, este, aşa cum se ştie, o insectă de di-

mensiuni mici care aparţine ordinului Diptera. Încă din anul 1910, când savantul american

Thomas Hunt Morgan a introdus acest organism ca model experimental în genetică s-a

dovedit a fi o alegere deosebit de inspirată din motivele amintite în capitolul anterior..

Experienţele efectuate de către T. H. Morgan şi colaboratorii săi au condus la

elaborarea teoriei cromozomiale a eredităţii, achiziţie fundamentală a geneticii clasice.

În esenţă, teoria cromozomială a eredităţii demonstrează că genele sunt plasate pe

cromozomi în locuri precise (loci) şi într-o distribuţie liniară, înlănţuită şi că între cromozomii

omologi poate avea loc recombinarea genetică, materializată prin schimb reciproc de gene.

Pentru aceste descoperiri, T. H. Morgan a fost răsplătit, în anul 1933 cu Premiul No-

bel pentru medicină şi fiziologie.

În anul 1995, aşadar cu 62 de ani mai târziu, în plină epocă modernă de dezvoltare a

geneticii, premiul Nobel pentru medicină şi fiziologie a fost împărţit de către Edward B.

Lewis, Christiane Nusslein-Volhard şi Eric F. Wieschaus, pentru elucidarea la nivel molecular

a mecanismelor fundamentale ale procesului de dezvoltare la Drosophila melanogaster.

Ulterior s-a descoperit că genele implicate în acest proces au corespondenţi omologi

aproape în întreaga serie animală, inclusiv la om, şi că, în esenţă, omologia nu constă numai la

nivelul secvenţelor de nucleotide, ci şi la nivel funcţional.

Aceste descoperiri reprezintă o demonstraţie strălucită a conservării evolutive a

mecanismelor moleculare de bază care susţin procesul de dezvoltare în seria animală.

32


2.1. Aspecte ale studiilor la Drosophila melanogaster implicate în genetica medi-

cală actuală

După Boldor (2004), în prezent, modelul experimental reprezentat de Drosophila

melanogaster trăieşte o a doua tinereţe, atât în genetică dar şi în biologia moleculară şi de

asemenea în medicină.

Secvenţierea genomului la Drosophila melanogaster şi la Homo sapiens a deschis noi

căi de abordare a cecetărilor legate de bolile cu substrat ereditar. Astfel, secvenţa oricărei

gene implicate într-o boală genetică la om poate fi comparată cu genomul de la Drosophila

melanogaster, în ideea descoperirii unor gene înrudite, omoloage (numite gene ortoloage),

care să permită studiul bolii respective pe modelul experimental reprezentat de către drosofila.

Mai concret, astăzi se poate verifica, cu ajutorul calculatorului, dacă o anumită genă, impli-

cată în declanşarea unei forme de cancer la om, are corespondent la Drosophila melanogaster.

Dacă rezultatul este pozitiv, respectiva formă de cancer poate fi studiată pe modelul experi-

mental reprezentat de acest organism.

Desfăşurarea unui astfel de studiu presupune, ca etapă obligatorie, obţinerea de mutaţii

alele ale genei respective la Drosophila melanogaster, în scopul determinării caracteristicilor

fenotipice ale acestor mutaţii la musculiţa de oţet.

Să presupunem că una dintre mutaţiile genei ortoloage de la drosofila nu determină

apariţia unor tumori, ca în cazul unei mutaţii a genei corespondente de la om, ci împiedică tre-

cerea de la stadiul de larvă la cel de pupă. Un astfel de rezultat nu este neapărat descurajant,

deoarece trebuie luat în considerare faptul că mutaţii diferite ale aceleiaşi gene pot determina

efecte fenotipice distincte, astfel încât este necesar să obţinem cât mai multe alele ale unei

gene de interes şi să le analizăm pe toate, în detaliu sub aspect fenotipic.

Un alt considerent luat în calcul este acela că omologia de secvenţă nu este întot-

deauna acompaniată de omoloaga funcţională, dar este posibil ca produsul genei de la

drosofila să fie implicat într-o cale genetică înrudită cu aceea care provoacă respectiva formă

de tumoră la om.

33


Pentru a elucida gradul de omologie funcţională a două gene se recurge la un test care

constă în transformarea musculiţelor de oţet pentru gena de interes cu ajutorul unui construct

molecular obţinut prin inginerie genetică, care conţine însă varianta normală a genei pentru

om. Dacă musculiţele de oţet transformate genetic nu manifestă mutaţia, ci reprezintă un

fenotip normal, înseamnă că gena de la om poate îndeplini un rol echivalent cu cel pe care îl

joacă gena corespondentă de la Drosophila melanogaster. Astfel de gene sunt candidate ide-

ale pentru studiul bolilor genetice de la om pe un asemenea model experimental. Avantajele

utilizării acestui model sunt numeroase şi au ca fundament rafinamentul deosebit la care au

ajuns tehnicile de genetică clasică şi cele de genetică moleculară aplicate în prezent la

drosofila. Acestea permit abordarea unor strategii care pot fi aplicate şi pe alte modele experi-

mentale.

O condiţie esenţială pentru studiul unei boli genetice la om pe modelul experimental

Drosophila melanogaster este obţinerea de mutaţii în gena ortoloagă respectivă de la mus-

culiţa de oţet, în vederea analizării fenotipurilor rezultate. Aceste mutaţii pot fi induse cu aju-

torul radiaţiilor X, cu diferite substanţe chimice sau prin mutageneză inserţională, utilizând

derivaţi moleculari ai elementului P.

Elementul P este un transpozon, adică un element genetic mobil, care se poate insera

în anumite condiţii, în anumite regiuni din genom. Deviaţii elementului P, obţinuţi prin in-

ginerie genetică, pot fi remobilizaţi din locul original de inserţie. Remobilizarea permite in-

ducerea unor noi mutaţii, fie prin excizia derivatului elementului P, localizat iniţial în gena de

interes, fie printr-o eventuală reinserţie în apropierea sau în interiorul genei de interes a unui

element P modificat, care era localizat iniţial într-o altă regiune a genomului.

Frecvenţa inducerii unor astfel de mutaţii este relativ mare, astfel încât mutageneza in-

serţională este o metodă fezabilă pentru obţinerea de mutaţii în gene de interes de la

Drosophila melanogaster.

Rezultatele unui studiu de mare amploare evidenţiază faptul că din cele 929 de gene

implicate în determinarea unor boli genetice la om, şi care au cel puţin o alelă mutantă cunos-

cută, 714 deci 77% dintre ele au corespondenţi omologi la nivelul a 548 de secvenţe unice de

nucleotide de la Drosophila melanogaster, ceea ce creează o vastă imagine a genelor impli-

cate în patologia umană, gene care sunt susceptibile de a fi studiate pe modelul experimental

reprezentat de musculiţa de oţet.

34


Deoarece unele dintre cele 714 gene de la om prezintă omologie cu aceeaşi secvenţă

de nucleotide de la musculiţa de oţet, numărul total al genelor corespondente de la Drosophila

melanogaster este de doar 548. Dintre aceste 548 de gene ortoloage, 153 au deja alele mutante

cunoscute, iar 56 sunt marcate cu derivaţi ai elementului P inseraţi în apropierea sau în interi-

orul genelor respective. Aceste 56 de gene reprezintă un material de lucru deosebit de

promiţător, deoarece inducerea mutagenezei inserţionale în aceste gene ar permite obţinerea

unor mutanţi deosebit de utili pentru studiile de genetică medicală.

Cele 714 de gene de la om implicate în determinarea de boli genetice, care au ortologi de

secvenţă la Drosophila melanogaster, pot fi clasificate după cum sunt prezentate în tabelul 1.

Utilitatea modelului experimental Drosophila melanogaster pentru cercetările de ge-

netică moleculară cu impact direct asupra medicinii umane se dovedeşte a fi în afara oricărui

dubiu. Musculiţa de oţet este deja folosită pentru studiul unor forme de cancer, precum şi al

unor boli ale sistemului nervos, cum ar fi boala Alzheimer, Parkinson sau Huntington.

Un exemplu al aplicării acestor studii experimentale la drosofila este cel referi-

tor la cancerul mamar şi leucemie. Rezultatele cercetărilor duc la rezultate care ne fac să

sperăm că în viitorul apropiat se va gasi „leacul” împotriva cancerului.

„S-a arătat că în cancerul mamar şi în leucemie, o modificare, numită acetilare, arată o

„atracţie deosebită” la 17-AAG, un medicament de teste.

Se pare că proteina HSP90* şi-a găsit „naşul” cu această ocazie, drogul reuşind să altereze ac-

tivitatea proteinei spre o blocare permanentă a sa. HSP90 se combină în condiţii normale cu

ATP ducând la masive infuzii de energie pentru celula canceroasa, dar odata cu legarea de

acest medicament, se presupune o încetare în activitate a acestui complex dăunător mersului

spre vindecare a bolii.

35


Tabelul 1:

Clasificarea genelor de la om implicate în determinarea unor boli genetice cu ortologi la

Drosophila melanogaster

Partea

mai

puţin

plăcută

a

36

Tipul de boli Numărul de gene

Boli neurologice 74 de gene

Boli endocrine 50 de gene

Boli auditive 13 gene

Boli cardiovasculare 26 de gene

Boli oftalmologice 43 de gene

Boli pulmonare 4 gene

Boli gastro-intestinale 13 gene

Boli renale 13 gene

Boli imunologice 33 de gene

Boli hematologice 42 de gene

Boli cu deficienţe de coagulare 28 de gene

Boli cu diferite tumori maligne 79 de gene

Boli ale scheletului 26 de gene

Boli metabolice 181 de gene

Boli dermatologice 25 de gene

Boli tisulare 20 de gene

Boli cu deficienţe de dezvoltare 35 de gene

Boli complexe de altă natură 9 gene


ecuaţiei, este că 17-AAG, odată cu stoparea legării HSP90 de ATP, induce indirect în celulă

secreţia de HSP70, o altă proteină „heat”, puţin modificată faţă de precedenta , aceasta fiind

capabilă să susţină un alt tip de cancer, modificat ca formă. Cercetătorii acestui proiect, în

frunte cu Dr. Yang (oncolog în cadrul laboratoarelor de oncologie ale Dr. Kapil Bhalla,

director al Colegiului Medical al Cancerului, din Georgia), caută un conjugat pentru 17-AAG,

care ar stopa şi efectul celeilalte proteine.

Ceea ce este surprinzător este că tot aceşti cercetători au descoperit faptul că la o per-

soana sănătoasă, drogul de mai sus nu are afinitate mare asupra proteinei HSP90 sau HSP70.

În cancer, lucrurile se schimbă, dar modificările apar prin intermediul „declanşatorilor “

proveniţi din mediul extern. Putem aminti aici de stres şi mâncăruri cu potenţial mare oxida-

tiv, cum sunt cele preparate în ulei încins, prăjite, ţinute mult timp inadecvat, înainte de

preparare – un motiv în plus pentru o dietă sănătoasă, lucru întărit şi de Dr. Yang.

Proteinele „Heat schock” mai sunt numite şi întreţinători moleculari sau simboluri

moleculare din cauza rolului lor specific în celulă şi anume de întreţinere. Ele activează gene

care în prealabil duc la sinteze proteice, mişcă proteinele în jurul celulei şi a structurilor celu-

lare, până la punctul în care fiecare proteină se află în locul potrivit pentru a alcătui o structură

compactă în cadrul moleculei.

Rolul acestei proteine este unul complex. Voi stărui mai mult asupra acestor roluri în

următoarea parte a lucrării întrucât aceste experienţe au un rol foarte important în elucidarea

mecanismelor bioevoluţiei.

De aceea, studiul acestor “mici ingineri” ne este de mare folos, pentru că dacă

înţelegem metabolismul cancerului în sine, putem desluşi misterul acelui “leac” mult aştep-

tat.” (Alexandru Pădineanu, aprilie 2007)

Potenţialul de cercetare este limitat în opinia unora dar multe speranţe ale special-

iştilor se leagă în mod direct de cercetările asupra musculiţei de oţet, în special cele efectuate

în domeniul medicinii şi al geneticii medicale.

37


2.2. Studii de genetică şi biologie moleculară la Drosophila melanogaster impli-

cate în elucidarea mecanismelor bioevoluţiei

Chiar dacă bioevoluţia este un fapt stabilit, mecanismele ei continuă să facă obiectul

unor controverse. Una dintre acestea se referă la doi autori foarte mediatizaţi, şi anume,

Richard Dawkins şi Stephen Jay Gould.

Richard Dawkins, zoolog la Oxford şi titular al unei catedre de comunicare şti-

inţifică, este aşa-zis rezervat în argumente în ce priveşte sprijinirea bioevoluţiei. El afirmă că

bioevoluţia se realizează la nivelul genelor prin mutaţii şi prin selecţia naturală. După

Dawkins, istoria naturală ar fi o evoluţie lentă, datorită hazardului mutaţiilor şi acţiunii canal-

izatoare a selecţiei naturale pe direcţia adaptărilor necesare, ducând la supravieţuirea celui mai

apt.

Stephen Jay Gould este paleontolog iar lucrările sale asupra unor serii de fosile

din erele secundară şi terţiară sugerează o teorie complementară. După acest autor, bio-

evoluţia cunoaşte lungi perioade de stagnare alternate cu tranziţii rapide, printr-un echilibru

punctat, dificil de observat şi explicat, dar cu consecinţe revoluţionare. Aşa-zisa explozie

cambriană este un astfel de exemplu. În acea perioadă geologică, de acum 550 milioane de

ani, au apărut aproape simultan toate organismele care aveau planurile de organizare de bază

ale animalelor actuale.

Potrivit lui R. Dawkins, apariţia acestei extraordinare diversităţi, într-o pe-

rioadă relativ scurtă de timp la scară geologică, se explică prin presiunea selecţiei naturale,

determinată, printre altele, de concurenţa puternică dintre speciile deja existente, care ar fi

putut elimina formele mai vechi, promovând cât mai multe şi diverse forme noi.

În ceea ce-i priveşte pe Stephen Jay Gould, în replică, acesta precizează că

diferite evenimente, nedovedite încă până la ora actuală, de pildă bombardamentul cu mete-

oriţi, modificând profund condiţiile climatice, ar fi putut favoriza pronunţata creativitate a

bioevoluţiei din epoca geologică respectivă.

În conflictul de idei menţionat, Stephen Jay Gould şi discipolii săi afirmă că

soluţiile teoretice propuse de către R. Dawkins nu pot explica faptele observate. La rândul său

acesta acuză, în replică, pe autorul teoriei echilibrului punctat, că ar fi propus idei şi argu-

mente care nu ar avea fundament ştiinţific. Ambii autori au publicat în anul 1998 câte o carte

în care fiecare încearcă să aducă contraargumente împotriva celuilalt. Este totuşi de remarcat

38


că nici unul dintre cei doi protagonişti ai disputei ştiinţifice nu este un practician al biologiei

celulare sau al geneticii. Ori, aşa cum relatează M. Gross (1999), o descoperire surprinzătoare,

rezultând din cercetări de genetică şi biologie moleculară, efectuate asupra unor proteine, nu-

mite de proteine de şoc termic, oferă posibilitatea de a explica transformările bioevoluţiei

rapide descrise de către Stephen Jay Gould.

Aceste proteine de şoc termic (HSP – din englezescul heat shock protein) sunt

cunoscute încă din anul 1973, dar numai în anul 1999 a început să se cunoască mai bine rolul

lor în cadrul celulei. Multe echipe de cercetare au arătat că HSP acţionează ca nişte „scufii”,

având capacitatea de a proteja proteinele care încă nu sunt repliate fiind nou sintetizate, sau

proteinele care sunt depliate după un şoc termic, asigurând astfel evitarea interacţiunii unor

astfel de proteine cu alte molecule.

O astfel de funcţie de protecţie şi asistare la repliere este foarte importantă

deoarece activitatea biologică a unei proteine depinde de replierea sa corectă, cu alte cuvinte,

depinde de structura sa tridimensională, terţiară.

Rolul moleculelor scufii a fost bine studiat în cazul proteinelor notate GroEL

şi GroES. În schimb, alte proteine de şoc termic au rămas mai misterioase. Printre ele se

numără şi proteina HSP90. Ea s-a aflat în centrul unei descoperiri neaşteptate, care va fi

prezentată în continuare. Structura moleculară completă a acestei proteine nu este deocamdată

cunoscută, doar o parte a moleculei fiind cristalizată. Producerea proteinei respective creşte în

celulă urmare a ridicării bruşte a temperaturii, căci asemenea majorităţii scufiilor depliate prin

şocul termic, le împiedică să se agrege.

Dar originalitatea acestei proteine-scufii rezidă în faptul că, în mod contrar faţă de

unele molecule-scufii, care sunt exprimate doar în urma unui stres, HSP90 este prezentă în

mod constant în citoplasma celulelor eucariote. Se pune deci problema de a explica abundenţa

acestei proteine în condiţii normale. De fapt, un asemenea pompier benevol posedă un alt rol

pe care îl exercită în absenţa stresului. Rolul său principal în sânul celulei este acela de a fa-

cilita transmiterea informaţiilor necesare pentru buna desfăşurare a diviziunii celulare şi a

dezvoltării embrionare. În acest sens, ea interacţionează cu numeroase proteine de sem-

nalizare celulară pe care le stabilizează.

Pentru a înţelege mai bine, vom lua exemplul hormonilor. Pentru ca un hormon

să poată oferi mesajul său, el trebuie să se lege de un receptor localizat fie pe membrana

celulei, cum este cazul receptorilor pentru insulină, fie în interiorul celulei, în citoplasmă, ca

39


şi în cazul hormonilor steroizi. În cazul hormonilor steroizi, receptorii nu pot capta semnalul

purtat de hormonii steroizi decât datorită formării de către receptor a unei asamblări compli-

cate, care conţine numeroase proteine, dintre care şi două molecule de proteină HSP90.

Printre diversele proteine ale acestui complex figurează şi alte molecule scufii, de pildă ci-

clofilina.

Proteina HSP90 şi aceste alte proteine-scufii au sarcina de a asigura buna

funcţionare a receptorului hormonului respectiv, care transmit în continuare semnalul hor-

monului până la nucleul celulei. Acest semnal intercelular participă la reglarea transcripţiei

ADN-ului şi deci la reglarea genelor care se vor exprima în celulă la un moment dat.

Aşadar, activitatea de bază a proteinei HSP90 poate fi descrisă ca o variantă a

rolurilor deja cunoscute pentru alte molecule-scufii. Cu toate acestea, rezultatele obţinute de

Suzanne Rutherford şi Susan Lindquist, de la Universitatea din Chicago, în anul 1998, dau o

altă dimensiune rolului jucat de această proteină, cu consecinţe importante pentru înţelegerea

bioevoluţiei şi a embriogenezei.

Experienţa care s-a aflat la originea observaţiei acestor două cercetătoare este

relativ simplă. Astfel ele au cultivat în laborator musculiţe de oţet care purtau mutaţii pe una

din cele două copii pentru gena hsp90, adică gena responsabilă de sinteza proteinei HSP90.

Această mutaţie nu împiedică insectele să se reproducă şi printre descendenţii lor s-a

observat un număr de indivizi cu malformaţii, într-o proporţie mai mare faţă de ceea ce

rezultă în mod obişnuit dintr-o mutaţie datorată întâmplării. În plus, aceste malformaţii morfo-

logice sunt foarte variate şi ele afectează: forma, dimensiunea sau culoarea ochilor (unii indi-

vizi sunt chiar fără ochi), forma picioarelor şi a aripilor, pilozitatea corpului. Evident, aceste

observaţii nu dovedesc că mutaţia genei hsp90 şi a produsului ei, proteina HSP90, ar fi direct

la originea anomaliilor observate. Totuşi numeroşi indici sugerează că această proteină este

implicată.

Astfel, într-o primă experienţă, cele două cercetătoate au încrucişat musculiţe

normale cu musculiţe care proveneau din diferite linii şi prezentau modificări ale proteinei

HSP90 de acelaşi tip, adică modificări care interveneau în acelaşi loc în structura proteinei,

deoarece erau determinate de mutaţii ale genei hsp90 plasate în aceeaşi zonă nucleotidică a

acesteia. Printre descendenţii fiecărei hibridări, un număr oarecare moşteneau aceleaşi anoma-

lii ca şi părinţii lor mutanţi.

40


Într-o a doua experienţă, au fost încrucişate între ele musculiţe care aveau

aceleaşi mutaţii foarte diferite ale genei hsp90. Funcţia proteinei produs al genei, adică

proteina HSP90, risca să fie şi mai mult alterată în descendenţă. Şi într-adevăr, incidenţa

malformaţiilor creşte la musculiţele apărute din aceste încrucişări, iar aceste defecte sunt şi

mai pronunţate şi letale decât cele din prima experienţă.

Cercetătoarele au arătat că alimentând musculiţe normale genetic cu o sub-

stanţă chimică inhibitoare a acţiunii proteinei HSP90, urmaşii lor prezintă malformaţii iden-

tice cu cele observate în cursul experienţelor anterioare. Un rezultat similar poate fi obţinut

prin creşterea musculiţelor normale în condiţii de şoc termic, la temperaturi relativ înalte şi

joase.

Astfel, atunci când proteina HSP90 nu mai exercită rolul său de scufie la

nivelul receptorilor, fie deoarece ea suportă o mutaţie sau este inactivată, fie deoarece este im-

plicată în protecţia altor proteine după un stres, frecvenţa unor malformaţii în cadrul descen-

denţei se amplifică.

Această observaţie poate fi explicată astfel:

S-ar putea presupune că, în mod obişnuit, proteina HSP90 împiedică apariţia

anomaliilor, corectând erorile care survin după replicaţia ADN-ului. În acest caz, absenţa sau

insuficienţa proteinei HSP90 în stare funcţională în celulă ar avea un efect direct asupra

frecvenţei mutaţiilor genetice. Un mecanism de acest tip a fost observat la bacterii, unde inac-

tivarea unui sistem de reparare a ADN-ului are o influenţă directă asupra frecvenţei mutaţi-

ilor.

Totuşi, în cazul drosofilei, legătura între defectul legat de proteina HSP90 şi

frecvenţa mutaţiilor vizibile nu este atât de simplu. Astfel selecţionând, generaţie de generaţie,

musculiţele malformate, S. Rutherford si S. Lindquist au reuşit să amplifice destul de rapid

această frecvenţă a mutaţiilor, până la obţinerea de 80% - 90% drosofile anormale. Dar,

cercetându-se ceva mai mult, s-a constatat că în populaţiile foarte diforme, mutaţia proteinei

HSP90 a dispărut. Inactivarea proteinei HSP90, oricare ar fi fost cauza sa, pare a fi necesară

pentru a creea malformaţii, dar nu pentru a le stabiliza, ca însuşiri ereditare.

Suzanne Rutherford si Susan Lindquist au formulat, aşadar o ipoteză foarte

surprinzătoare. Ele propun să se considere că mutaţiile responsabile de anomaliile morfolog-

ice observate erau prezente în genele musculiţelor înainte de manipularea care a inactivat pro-

teina HSP90. S-ar fi putut chiar ca aceste anomalii să fi fost prezente în patrimoniul genetic al 41


musculiţelor sănătoase cu care musculiţele malformate au fost încrucişate. După această

ipoteză, proteina-scufie ar suprima efectele pe care mutaţiile le-ar putea avea în timpul embri-

ogenezei.

Să luăm exemplul unei proteine ce joacă rolul factorului de transcripţie. Ea se

leagă de ADN la nivelul secvenţelor genice specifice şi deci prezenţa ei este necesară la in-

iţierea transcripţiei de ADN în ARN. Destabilizată de o mutaţie, proteina cu rol de factor de

transcripţie ar putea rămâne eficace datorită proteinei-scufie HSP90 putând activa genele re-

sponsabile de anumite însuşiri morfologice. Acţiunea compensatoare a proteinei-scufii ar per-

mite deci instalarea mutaţiilor genetice în patrimoniul genetic al unei populaţii, fără ca efectul

lor să fie exteriorizat (aşadar s-ar manifesta ca mutaţii silenţioase) şi fără ca ele să fie elimi-

nate prin selecţia naturală.

S-ar putea astfel privi proteina HSP90 ca pe un tampon antimutaţional sau,

prin analogie electronică, ca pe un condensator dintr-un circuit, capabil să înmagazineze şarje

electrice. Dacă un stres survine în timpul perioadei embrionare, proteina HSP90 este mobi-

lizată prin rolul ei de proteină antistres şi nu mai asigură rolul său de tampon antimutaţional al

evoluţiei. Este momentul în care mutaţiile silenţioase acumulate până atunci se vor exprima,

de exemplu prin transformări morfologice. S-ar putea spune, la prima vedere, că această pro-

teină, implicată în rolul său antistres, nu face decât să repună în timp, prin exteriorizare, con-

secinţele neajunsurilor cauzate de mutaţii. Dar, de fapt, există o logică ascunsă în această

nouă funcţie de „condensatori ai evoluţiei”.

Atunci când totul se desfăşoară bine, procesele mutaţiei şi selecţiei ce conduc

la o evoluţie lentă şi progresivă corespund supravieţuirii unei specii. O mare variaţie a carac-

teristicilor genetice nu are în acest caz nici o utilitate. Din contră, atunci când condiţiile de

mediu se modifică brusc şi apoi timp îndelungat, supunând fiinţele vii la un stres permanent, o

adaptare graduală nu este posibilă.

Într-adevăr, în faţa unei situaţii de urgenţă, sunt absolut necesare modificări

rapide. O populaţie care a avut în prealabil acumulate mutaţii silenţioase poate să se adapteze

mai repede la noile condiţii de mediu. Şi aceasta este exact ceea ce s-a observat la Drosophila

melanogaster. Într-o situaţie de stres permanent, când HSP90 exercită rolul său de proteină-

scufie, musculiţele înregistrează un mare număr de modificări morfologice, relevând variabili-

tatea genetică ascunsă până atunci. Chiar şi atunci când 99% dintre indivizii născuţi cu noile

caracteristici genetice vor fi mai puţin bine adaptaţi decât musculiţele normale, există o şansă

42


diferită de zero, printre aceste musculiţe descendente cu malformaţii de a găsi un individ mai

puţin adaptat, dar care în noile condiţii de stres permanent ar putea garanta supravieţuirea

speciei.

Proteina HSP90 ar putea deci furniza teoriei echilibrului punctat a lui Gould

explicaţia care îi lipsea. Este vorba despre un mecanism molecular care se traduce printr-o

evoluţie lentă, pe lungi perioade de timp, iar apoi prin transformări rapide în cursul unei crize.

Alte mecanisme pot explica variaţiile frecvenţei mutaţiilor, dar proteina HSP90

este primul mecanism „tampon al evoluţiei”, permiţând păstrarea anumitor mutaţii silenţioase,

până în ziua în care ele vor deveni eventual utile. De aici, rezultă că familia proteinelor de

şoc termic ne relevă un nou principiu în mecanismele fundamentale ale viului. Charles Dar-

win a arătat de ce speciile evoluează lent. În prezent, prin activitatea proteinelor de şoc termic,

începe, în fine, să se explice cum speciile pot să se adapteze rapid, deci să evolueze cu o

viteză considerabilă în condiţii de stres.

43


C a p i t o l u l 3

EVIDENŢIEREA FENOMENELOR DE CROSSING-OVER ŞI PLEIOTROPIE ÎN

DIHIBRIDĂRI LA DROSOPHILA MELANOGASTER

3.1. Aspecte introductive

Cercetările hibridologice cu Drosophila melanogaster, iniţiate de către Thomas

Hunt Morgan în anul 1910, au cunoscut o amploare deosebită în prima jumătate a secolului 20

datorită acestui mare genetician precum şi a colaboratorilor săi C.B. Bridges, H.H. Sturtevant

şi H.J. Muller.

Prin apariţia laboratoarelor de genetică drosofiliană în numeroase centre uni-

versitare din întreaga lume, studiul cât mai detaliat al eredităţii musculiţei de oţet a cunoscut o

tot mai accentuată dezvoltare, fiind îndreptat în cele mai diferite direcţii. Astfel, la Drosophila

melanogaster s-au pus bazele geneticii cromozomiale şi genice, privind însuşirile sale morfo-

logice, anatomice, fiziologice, biochimice şi comportamentale, concretizate în date ştiinţifice

extrem de bogate şi de diverse, care fac din musculiţa de oţet cel mai studiat organism terestru

după specia umană.

În cadrul unor astfel de direcţii de cercetare ştiinţifică, studiile hibridologice de

la Drosophila melanogaster, deşi cu o vechime apreciabilă, de un secol, sunt încă de actuali-

tate, fiind în centrul atenţiei a numeroşi cercetători, având scopuri de cercetare fundamentală

şi aplicată.

În lucrarea de licenţă, prin studiul hibridologic pe care mi l-am propus să-l

efectuez şi eu la Drosophila melanogaster, am avut posibilitatea să evidenţiez, în cadrul unor

experienţe corespunzătoare, unele legităţi ale geneticii generale şi, mai ales, cromozomiale,

aşa cum sunt fenomenele de transmitere a caracterelor care implică:

Înlănţuirea genelor cu sexul (sex-linkage);

44


recombinarea intracromozomială a genelor prin de crossing-over

pleiotropia

Pentru început, voi prezenta semnificaţia acestor fenomene (Ştefănescu,

2004).

3.1.1. Înlănţuirea cu sexul a genelor sau sex-linkage

În anul 1910, Th. Morgan a identificat într-o cultură pură de drosofila cu ochi

roşii un mascul mutant, având ochii albi şi a decis să urmărească ereditatea caracterului ochi

albi (white eyes) prin experienţe de hibridare. Într-o primă etapă, masculul cu ochi albi a fost

supus la o încrucişare directă, cu surorile sale cu ochi roşii. Generaţia F1, rezultată din această

hibridare, a fost formată din femele şi masculi cu ochi roşii, aspect interpretat ca o dovadă a

faptului că însuşirea ochi roşii este dominantă asupra însuşirii ochi albi.

Prin reproducerea liberă a generaţiei F1 a apărut generaţia F2, constituită din

2.459 femele cu ochi roşii, 1.011 masculi cu ochi roşii şi 782 masculi cu ochi albi. Segregarea

generală în ceea ce priveşte culoarea ochilor, în raportul 3 : 1, confirma, o dată în plus,

dominanţa caracterului ochi roşii asupra caracterului ochi albi, însă caracterul recesiv, ochi

albi, era prezent doar la indivizi de sex mascul, ca şi cum, după expresia lui Morgan ,

masculul mutant iniţial şi-ar fi transmis caracterul ochi albi doar “nepoţilor” săi.

Posibilitatea ca acest caracter mutant să apară şi la descendenţa femelă a fost

testată printr-o experienţă de back-cross, în sensul că musculiţe femele, heterozigote, din

generaţia F1 au fost retroîncrucişate cu propriul lor parental patern, adică masculul mutant

iniţial, cu ochi albi.

În generaţia FB, adică generaţia descendentă în back-cross, au apărut 129

femele cu ochi roşii, 88 femele cu ochi albi, 132 masculi cu ochi roşii şi 86 masculi cu ochi

albi. Raportul general, de 1 : 1, între caracterul ochi roşii şi caracterul ochi albi atesta natura

heterozigotă a femelelor din generaţia F1 şi starea homozigot-recesivă a masculului mutant.

Era totodată demn de remarcat faptul că, luând în considerare culoarea ochilor la cele două

sexe, apăreau 4 categorii de indivizi, în raportul de segregare de 1 : 1 : 1 : 1.

Ipoteza explicativă a lui Th. Morgan cu privire la raporturile de segregare

observate în cele două experienţe a fost următoarea:

45


Deoarece în prima experienţă caracterul ochi albi s-a transmis doar la unii

dintre descendenţii masculi din F2, se poate presupune că factorii responsabili de acest

caracter sunt localizaţi în cromozomii sexului. În acest caz, se admite că masculul iniţial

mutant, cu ochi albi, avea formula heterosomală (Xw Yw), iar femela cu ochii roşii, din cultura

pură de tip sălbatic, (Xw+ Xw+), unde w este simbolul factorului recesiv “white” (ochi albi), iar

w+ este simbolul factorului dominant pentru caracterul normal sau sălbatic, ochi roşii.

Trebuie menţionat faptul că în lucrarea lui Th. Morgan factorul dominant era

simbolizat prin litera R (engl.red = roşu). Am adoptat totuşi simbolizarea w+, în conformitate

cu modalităţile ulterioare de înregistrare a genelor, folosite de şcoala morganistă.

Prin urmare, atunci când o femelă (Xw+ Xw+) a fost încrucişată cu masculul

mutant (Xw Yw), va apare o descendenţă F1, formată din musculiţe heterozigote femele (Xw+

Xw) şi mascule (Xw+ Yw), care vor avea, în totalitatea lor, ochi de culoare roşie, datorită

dominanţei genei w+ pentru ochiul normal, de tip sălbatic.

Reproducerea liberă a musculiţelor din generaţia F1 va duce la apariţia

următoarelor patru categorii de indivizi din generaţia F2, fiecare în proporţie de 25%:

1. femele homozigote (Xw+ Xw+), cu ochi roşii;

2. femele heterozigote (Xw+Xw), cu ochi roşii;

3. masculi heterozigoţi (Xw+Yw), cu ochi roşii;

4. masculi homozigoţi (Xw Yw), cu ochi albi.

Raportul de segregare general, pentru culoarea ochilor, indiferent de sexul

musculiţelor este de 75% indivizi cu ochi roşii la 25% indivizi cu ochi albi, aşadar raportul 3

: 1, care corespunde datelor experimentale. De asemenea, luând în considerare şi sexul mus-

culiţelor, raportul de segregare este de 50% femele cu ochi roşii, la 25% masculi cu ochi roşii,

la 25% masculi cu ochi albi, adică 2 : 1 : 1, ceea ce concordă cu rezultatele primei experienţe.

În ceea ce priveşte cea de a doua experienţă, se admite că, prin retroîncrucişare

sau back-cross, musculiţe F1 femele, heterozigote (Xw+Xw) au fost împerecheate cu masculul

mutant, homozigot (Xw Yw), care era, de fapt, parentalul lor patern. În acest caz, dacă luăm în

considerare sexul musculiţelor şi culoarea ochilor lor, descendenţa FB va fi alcătuită din urmă-

toarele patru categorii de indivizi, fiecare în proporţia de 25%:

1. femele heterozigote (Xw+Xw), cu ochi roşii;

2. femele homozigote (Xw Xw), cu ochi albi;

3. masculi heterozigoţi (Xw+Yw), cu ochi roşii;

46


4. masculi homozigoţi (Xw Yw), cu ochi albi.

Cele patru categorii de indivizi precum şi raportul lor de segregare, de 1 : 1 :

1 : 1, corespund datelor experienţei. La fel, raportul de segregare între indivizii cu ochi roşii şi

albi, indiferent de sexul lor, este de 1 : 1, fapt care, de asemenea, concordă cu experienţa.

Pentru testarea completă a ipotezei sale explicative, Th. Morgan a efectuat şi

hibridarea reciprocă, dintre femelele homozigote recesive (Xw Xw), cu ochi albi, şi masculi

consideraţi homozigoţi (Xw+Yw+), aparţinând liniei sălbatice, cu ochii normali, de culoare

roşie.

Rezultatele obţinute au fost surprinzătoare, în sensul că în generaţia F1

femelele au avut ochi roşii, dar masculii, în totalitatea lor, exprimau caracterul ochi albi. Pen-

tru moment, concluzia lui Th. Morgan a fost aceea că, în realitate, masculii din linia pură, cu

ochi roşii, nu erau homozigoţi, ci heterozigoţi (Xw+Yw), având capacitatea de a da naştere la

urmaşi F1, de sex mascul, homozigoţi (Xw Yw), cu ochi albi.

Cercetări ulterioare ale şcolii morganiste au demonstrat că, de fapt, cromo-

zomul Y de la masculi, fiind heteromorf în raport cu cromozomul X, nu are locus pentru gena

culorii ochilor, astfel încât masculii din linia pură, cu ochi roşii, au formula heterozomală

(Xw+Y), iar masculii cu ochi albi, (Xw Y).

Acest fenomen, prin care un caracter este determinat în celulele somatice doar

de prezenţa unui factor ereditar într-o singură doză, chiar şi atunci când este recesiv, se nu-

meşte hemizigoţie masculă.

Aportul esenţial al lucrării lui Th. Morgan a fost acela de a fi dovedit posibili-

tatea ca locusul unei gene specifice pentru culoarea ochiului de la D. melanogaster să fie

amplasat într-un anumit cromozom

Astfel, s-a adăugat o dovadă suplimentară pentru relaţia dintre gene şi cromo-

zomi, deschizându-se, totodată, un câmp vast şi fertil pentru alte cercetări. Într-adevăr prin ex-

perienţe similare, şcoala morganistă a stabilit că, la D. melanogaster, cel puţin încă 140 de

gene urmează aceeaşi cale de transmitere ereditară ca aceea observată în cazul genei alele

pentru ochi albi, fapt ce indică, de asemenea, că astfel de gene sunt strâns asociate în cadrul

heterozomului de sex X, prin fenomenul de înlănţuire cu sexul sau de sex-linkage (engl.link-

age = înlănţuire).

Pentru lucrarea mea menţionez faptul că şi gena pentru caracterul ochi baraţi, adică

gena Bar eyes (B), prezintă înlănţuire cu sexul, deci cu heterozomul X.

47


3.1.2. Recombinarea intracromozomială a genelor prin crossing-over

Este vorba de schimbul reciproc de gene între cromozomii omologi sau

recombinarea genetică intracromozomială, care se realizează prin mecanismul de crossing-

over.

În continuare, voi prezenta una din experienţele şcolii morganiste, prin care a

fost descoperit acest fenomen.

Th. Morgan şi colaboratorii săi au încrucişat, în calitate de genitori femeli,

musculiţe homozigote, (b, vg+ / b, vg+), având corpul negru şi aripile normale, lungi cu

musculiţe mascule, homozigote, (b+, vg / b+, vg), care aveau corpul de culoare normală, gri-

gălbuie, şi aripile vestigiale.

Toate musculiţele din generaţia F1 au avut structura genetică heterozigotă (b+,

vg / b, vg+), prezentând fenotipul dublu-normal, dominant. Demonstrarea propriu-zisă a

înlănţuirii genelor culorii corpului cu genele dimensiunii aripilor, aşa cum apare şi în

simbolizarea pe care am adoptat-o pentru diferitele genotipuri ale musculiţelor din generaţia

genitorilor şi generaţia F1, a decurs din rezultatele încrucişării de testare (test-cross), numită şi

încrucişare analizatoare, între musculiţe mascule, heterozigote (b+, vg / b, vg+), din generaţia

F1, şi musculiţe femele, homozigote, dublu-mutant recesive (b, vg / b, vg),.

În generaţia descendentă a încrucişării de testare au apărut două clase

fenotipice, identice cu fenotipurile genitorilor, în raportul de 1 : 1 sau de 50% : 50%. Acest

raport atesta transmiterea înlănţuită a genelor b+ şi vg, respectiv, b şi vg+ în aceeaşi pereche

de cromozomi (perechea a II-a) de la D. melanogaster.

În varianta experimentală prin care s-a descoperit fenomenul recombinării

genetice intracromozomiale, Morgan şi colaboratorii săi au realizat o încrucişare de testare

reciprocă faţă de aceea din experienţa precedentă, în sensul că, de această dată, parteneri au

fost musculiţe femele, heterozigote (b+, vg / b, vg+), din generaţia F1 şi musculiţe mascule,

homozigote, dublu-mutant recesive (b, vg / b, vg).

Noua situaţie experimentală a condus la alte rezultate. Astfel, în generaţia

descendentă a încrucişării de testare apar patru clase fenotipice, două ca ale genitorilor şi două

cu recombinări ale caracterelor acestora.

48


Proporţia în procente dintre cele patru clase fenotipice s-a prezentat în felul

următor:

1. fenotipul corp normal şi aripi reduse - 41,5 %

2. fenotipul corp negru şi aripi normale - 41,5 %

3. fenotipul corp negru şi aripi reduse - 8,5 %

4. fenotipul corp normal şi aripi normale - 8,5 %

Rezultatele încrucişării analizatoare, reciproce, nu se încadrează în fenomenul

de linkage complet, când în F2 apar doar două clase fenotipice, identice cu cele ale genitorilor

şi în raportul de 1 : 1, dar nici în fenomenul opus, de segregare independentă şi combinare

liberă a celor două perechi de caractere, când în F2 ar apare patru clase fenotipice, două de tip

parental şi două de tip recombinat, în raportul de 1 : 1 : 1 : 1.

Pentru a explica rezultatele surprinzătoare ale ultimei experienţe este necesară

deducerea genotipurilor celor patru clase fenotipice. Fiecare dintre aceste patru genotipuri

conţine gene care provin de la musculiţele mascule, homozigote (b, vg / b vg), prin

intermediul unui singur tip de gamet (b, vg). Aceasta înseamnă că musculiţele mascule din

încrucişarea analizatoare, reciprocă, nu au putut determina apariţia celor patru clase fenotipice

din generaţia F2, acest fapt fiind dependent doar de musculiţele femele, heterozigote, din

generaţia F1.

Pornind de la structura genotipică (b+, vg / b, vg+) a acestor femele, unde se

admite existenţa înlănţuirii în aceeaşi pereche de cromozomi a genelor alele pentru culoarea

corpului şi dimensiunea aripii, aşa cum s-a demonstrat în alte experienţe, gameţii produşi de

femelele respective vor fi doar de două tipuri, şi anume: (b+, vg) şi (b, vg+). Prin fecundarea

celor două tipuri de gameţi femeli cu unicul tip de gamet mascul, în generaţia F2 apar două

genotipuri, adică genotipul parţial heterozigot (b+, vg / b, vg), cu fenotipul corp normal şi aripi

reduse, precum şi genotipul parţial heterozigot (b, vg+ / b, vg), având fenotipul corp negru şi

aripi normale.

Potrivit rezultatelor experimentale, aceste două clase fenotipice sunt prezente,

dar nu în proporţia de 50% : 50%, sau 1 : 1, ci în proporţia de 41,5% : 41,5%. În afară de

aceste două clase fenotipice, care corespund fenotipurilor genitorilor, mai există şi alte două

clase fenotipice recombinate, reprezentând fiecare câte 8,5%.

49


Genotipurile indivizilor din cele două clase fenotipice recombinate trebuie să

conţină, înainte de toate, genele b şi vg, provenite prin intermediul gameţilor (b, vg) de la

masculii homozigoţi, dublu-mutanţi recesivi.

Pentru ca să apară clasa fenotipică recombinată, care exprimă caracterele corp

negru şi aripi vestigiale, ar fi necesar ca în gameţii femeli să existe genele b şi vg, înlănţuite în

acelaşi cromozom. De asemenea, pentru apariţia celei de a doua clase fenotipice recombinate,

care prezintă corp normal şi aripi normale, s-ar impune ca în gameţii femeli să se găsească

genele b+ şi vg+, înlănţuite şi ele într-un cromozom.

Dar existenţa acestor două tipuri de cromozomi recombinaţi din gameţii femeli

ar pretinde manifestarea unui mecanism citologic deosebit, prin care cromozomii omologi ai

femelelor heterozigote din generaţia F1, având alcătuirea (b+, vg) şi (b, vg+), ar realiza un

schimb reciproc de gene, în aşa fel încât să rezulte cromozomi omologi recombinaţi, cu gene

înlănţuite în două noi asocieri, şi anume: (b, vg) şi (b+, vg+).

Această explicaţie a fost adoptată de şcoala morganistă, mecanismul de schimb

reciproc de material genetic între cromozomii omologi fiind cunoscut şi prin termenul de

crossing-over (Morgan şi Cattell, 1912).

3.1.3. Pleiotropia

Cercetările din domeniul geneticii hibridologice au demonstrat existenţa unor

numeroase cazuri în care gene dintr-o pereche de alele sau chiar dintr-o serie polialelică

influenţează simultan mai multe caractere, care la început (primar) sunt determinate genotipic

de alte perechi de gene.

Efectul fenotipic multilateral al unei perechi de gene a fost numit de Plate

(1910) efect pleiotrop, iar fenomenul în cauză, pleiotropie.

La musculiţa Drosophila melanogaster, au fost puse în evidenţă mai multe

gene cu efect pleiotropic. Astfel, gena recesivă vestigial (vg), care determină manifestarea

mutaţiei aripilor reduse de la acest organism, contribuie în acelaşi timp la scăderea vitalităţii şi

fertilităţii, la modificarea spermatecii, a balansierelor precum şi a poziţiei perişorilor de pe

corp.

Influenţa genei vestigial în diminuarea vitalităţii şi fertilităţii drosofilei a fost

evidenţiată, printre altele, şi prin modificarea raportului de segregare fenotipic din F2, în

cadrul analizei rezultatelor unor experienţe de dihibridare (Ştefănescu, 2002 a). De asemenea,

50


gena recesivă vestigial poate interacţiona cu alte gene, de pildă cu gena dominantă Bar (B),

determinând anumite schimbări în expresia sa fenotipică (Precup, 1971; Precup şi Farc;

1972, Ştefănescu, 2000 a, 2003 b).

Tot la musculiţa D. melanogaster, s-a constatat că seria polialelică lozenge

(lz), cuprinzând mai mult de 12 alele, controlează textura, forma şi culoarea ochiului, seria

scute (sc), formată din peste 30 de alele, determină dezvoltarea perişorilor şi a ţepilor, iar

seria dumpy (dp) afectează perii, aripile şi viabilitatea musculiţei de oţet.

Actualmente, se consideră că marea majoritate a genelor de la cele mai diferite

organisme acţionează pleiotropic, în sensul că, fără a determina direct o serie de caractere, ele

au totuşi un grad mai mare sau mai mic de influenţă asupra expresiei lor fenotipice, reflectând

astfel integralitatea şi unitatea structural-funcţională a fiecărui organism.

3.2. Scopul lucrării

Scopul principal al lucrării a fost obţinerea, prin hibridări corespunzătoare, a unei

linii de Drosophila melanogaster care să fie purtătoarea a două însuşiri mutante reunite şi to-

todată homozigotizate, şi anume: ochi albi (white) şi ochi baraţi (Bar).

În esenţă, în cadrul experienţelor efectuate am studiat modul de realizare a unor vari-

ante de dihibridare pentru aceste două caractere înlănţuite cu sexul, caractere care pot fi asoci-

ate prin recombinare genică intracromozomială, datorită fenomenului de crossing-over.

În afară de astfel de aspecte, studiul a permis relevarea unui fenomen deosebit de in-

teresant, precum efectul pleiotropic detrimental al genei white, care determină genotipul

ochi albi, faţă de genele responsabile de viabilitatea femelelor şi masculilor de D.

melanogaster.

3.3. Material şi metode

Realizarea unei linii care să fie purtătoarea a două însuşiri mutante reunite şi ho-mozigotizate, şi anume, ochi albi (w) şi ochi baraţi (B) pretinde efectuarea unor anumite pro-cedee experimentale, luând în considerare, înainte de toate, faptul că în cazul asocierii dihib-ride, homozigote ochi albi (w) şi ochi baraţi (B) este vorba de două caractere înlănţuite cu

51


sexul, mai precis şi mai concret, înlănţuite cu cromozomul X din perechea I-a de cromozomi heterozomi de la D. melanogaster.

Gena mutantă pentru ochi baraţi (B) este semidominantă (Precup, 1971) în raport cu alela sălbatică pentru ochi rotunzi (B+), astfel că la femele (XX), în stare homozigotă (B / B), se exprimă fenotipul ochi baraţi, iar în stare heterozigotă (B / B+), se manifestă fenotipul ochi reniformi. La masculi (XY), gena pentru ochi baraţi (B) se află într-o doză unică în co-mozomul X, adică în stare hemizigotă, determinând fenotipul ochi baraţi.

Gena mutantă pentru ochi albi (w) este recesivă în raport cu gena alelă sălbatică pentru ochi roşii (w+). La femele (XX), în stare homozigotă (w / w), se exprimă fenotipul ochi albi, iar în stare heterozigotă (w / w+) se manifestă fenotipul ochi roşii. La masculi (XY), prezenţa genei pentru ochi albi în doză unică în cromozomul X, aşadar în stare hemizigotă, determină fenotipul ochi albi.

Pentru obţinerea unei linii de D. melanogaster particularizată prin asocierea ho-mozigotă a caracterelor ochi albi (w) şi ochi baraţi (B) am proiectat şi realizat o serie experi-mentală constând dintr-o dihibridare cu gene amestecate la formele parentale, care a inclus două variante:

1. Dihibridarea directă, în care genitori au fost:

femele (10 indivizi) din linia simplu-mutantă ochi roşii (w+) şi baraţi (B), care

aveau genotipul (w+, B/ w+, B);

masculi (20 indivizi) din linia, simplu-mutantă ochi albi (w) şi rotunzi (B+), care

aveau genotipul hemizigot (w, B+/ Y).

2. Dihibridare reciprocă, unde genitori au fost inversaţi, adică au fost:

femele din linia homozigotă simplu-mutantă ochi albi (w) şi rotunzi (B+), având

genotipul homozigot (w, B+/ w, B+);

masculi din linia simplu-mutantă ochi roşii (w+) şi baraţi (B), având genotipul

hemizigot (w+, B / Y).

Prin aceste două variante de dihibridare am dorit să urmăresc la femelele heterozig-

ote din generaţia F1, cu genotipul (w+, B/ w, B+) fenomenul de recombinare genică intracro-

52


mozomială, prin crossing-over, a cromozomilor heterozomi femeli XX, ducând la apariţia

cromozomilor X şi, respectiv, gameţilor X de tip recombinat (w+, B+) şi (w, B).

Cel de al doilea tip recombinat de gamet femel (w, B) ar fi la originea unor femele

şi masculi care pot să apară în generaţiile descendente F2 şi F3, având, aşa cum am proiectat

în acest studiu, asocierea genică homozigotă (w, B / w, B), la femele (XX), şi asocierea

genică hemizigotă (w, B / Y), la masculi (XY), fapt care ar face ca la ambele sexe să se mani-

feste în asociere fenotipul celor două caractere mutante: ochi albi (w) şi ochi baraţi (B).

3.4. Rezultate şi discuţii

3.4.1. Varianta experimentală de dihibridare directă

La varianta experimentală de dihibridare directă, în generaţia F1, conform aştep-

tării teoretice:

femelele (29 indivizi) sunt cu genotipul heterozigot (w+, B / w, B+), având ochii

roşii, prin dominanţa genei w+, în stare heterozigotă (w+/w) şi ochi reniformi, da-

torită semidominanţei (Precup, 1971) genei B, în stare heterozigotă (B / B+).

masculii (34 indivizi) sunt cu genotipul hemizigot (w+, B / Y), având ochii roşii,

datorită genei dominante w+, aflată în stare hemizigotă (w+/ Y), şi totodată ochi

baraţi, datorită genei semidominante B, aflată şi ea în stare hemizigotă (B / Y).

Din datele de observaţie obţinute se mai poate constata şi faptul că raportul dintre

sexe sau sex-ratio este de 34 masculi : 29 femele, fiind relativ apropiat de raportul teoretic

aşteptat de 1 : 1. În legătură cu acest aspect, aplicând testul χ2, din calcule a rezultat χ2 =

0,38, care corespunde la P = 0,50 ÷ 0,70.

În vederea obţinerii generaţiei F2 au fost utilizate două vase de cultură corespunzând

loturilor l1 şi l2. Din generaţia F1 au fost preluate două grupe, fiecare formată din 10 indivizi

femeli şi 15 indivizi masculi, grupe care au fost transferate în cele două vase de cultură.

În ambele loturi, la reproducerea generaţiei F1 pentru formarea generaţiei F2 par-

ticipă următoarele tipuri de gameţi:

2 tipuri de gameţi masculi precum (w+, B) şi (Y);

53


4 tipuri de gameţi femeli, din care 2 tipuri sunt normale (normal), adică (w+, B) şi (w,

B+), iar 2 tipuri sunt gameţi recombinaţi prin crossing-over (cross), aşadar (w+, B+) şi (w,

B).

Analizând cele 8 categorii de genotipuri din generaţia F2, rezultate prin fecundarea

întâmplătoare a acestor gameţi, au fost deduse un număr total de 6 clase fenotipice, care au

fost incluse în tabelul 1.

Tabelul 1 – Segregarea numerică şi procentuală a femelelor şi masculilor în cele 6 clase

fenotipice din generaţia F2 a dihibridării directe

Nr.

crt. Sexul Normal Cross Clasa

fenotipică

Segregare

numerică

Segregare

%

1femel

+ + Ochi roşii şi baraţi 191 27,4

2 Ochi roşii, reniformi 183 26,3

3

mascul

+ Ochi roşii şi baraţi 122 17,5

4 + Ochi albi şi rotunzi 71 10,2

5 + Ochi albi şi baraţi 53 7,7

6 + Ochi roşii şi rotunzi 76 10,9

T o t a l 696 100

Printre cele 6 clase fenotipice, 2 clase sunt reprezentate de femele. Fiecare dintre

aceste două clase exprimă, de fapt, câte două categorii genotipice de femele, o categorie real-

izată prin gameţi femeli F1 normali (normal) şi altă categorie realizată cu gameţi femeli F1 re-

combinaţi prin crossing-over (cross). Restul de 4 clase fenotipice sunt reprezentate de masculi

şi ele corespund celor 4 categorii genotipice mascule, apărute prin participarea celor 4 tipuri

de gameţi femeli F1 (2 tipuri normale şi 2 tipuri cross) la fecundarea lor întâmplătoare cu ga-

metul mascul F1 (Y).

54


Prin observarea amănunţită a tuturor indivizilor femeli şi masculi din generaţia F2

apăruţi în cele două loturi (l1 şi l2 ), am efectuat încadrarea lor numerică şi procentuală în cele

6 clase fenotipice.

Din datele incluse în tabelul 1 rezultă că indivizii masculi din clasele fenotipice 5 şi 6

provin din gameţii femeli (w, B) şi (w+, B+) ai generaţiei F1, care conţin cromozomi X re-

combinaţi prin crossing-over.

În mod teoretic, cele două clase fenotipice ar trebui să fie reprezentate printr-un

număr asemănător de indivizi, dar în realitate, clasa fenotipică 5, de masculi cu ochi albi şi

baraţi, care posedă asocierea preconizată de acest studiu a caracterelor mutante white şi Bar,

are un număr mai mic de indivizi decât clasa fenotipică 6, de masculi cu ochi roşii şi rotunzi.

Tot teoretic, clasele fenotipice 3 şi 4 de masculi ar trebui să fie aproape egal

reprezentate ca număr de indivizi, dar potrivit datelor de observaţie, clasa fenotipică 4 a mas-

culilor cu ochi albi şi rotunzi are un număr mai mic de indivizi decât clasa fenotipică a mas-

culilor cu ochi roşii şi baraţi.

În ambele situaţii, abaterea de la proporţia teoretic aşteptată este corelată cu prezenţa

în clase fenotipice cu efectiv deficitar a caracterului ochi albi.

Acest fapt, dacă este real, ar sugera posibilitatea unei interacţiuni dintre gene nealele

din genotipul unor indivizi masculi de D. melanogaster. Mai concret, aceasta ar însemna

manifestarea unui efect pleiotropic detrimental al genei white (w ), aflată în stare hem-

izigotă (w, B / Y), asupra altor gene nealele responsabile de viabilitatea acestor indivizi

masculi.

În favoarea acestei ipoteze este rata de sex a musculiţelor din generaţia F2, con-

cretizată prin proporţia dezechilibrată de 374 femele : 322 masculi.

În continuare, pentru obţinerea generaţiei F3, în care să apară şi femele cu fenotipul

proiectat, adică ochi albi şi baraţi, am utilizat loturi reproductive de musculiţe din generaţia

F2, formate din femele cu ochi roşii şi reniformi şi masculi cu ochi albi şi baraţi. Gameţii

lor vor avea o anumită tipologie determinată de genotipurile indivizilor din cele două sexe.

Femelele F2 cu ochi roşii şi reniformi posedă două genotipuri distincte, şi anume

(w, B+/ w+, B) şi (w+, B+/ w+, B), şi produc 4 tipuri de gameţi, din care:

2 tipuri normale (normal), adică (w, B+) şi (w+, B);

2 tipuri recombinate prin crossing-over (cross), aşadar (w+, B+) şi (w, B). 55


Masculii F2 cu ochi albi şi baraţi, cu genotipul (w, B / Y), au gameţii (w, B) şi (Y).

Întrucât pentru apariţia generaţiei F3, prin reproducerea generaţiei F2 participă 4 tipuri

de gameţi femeli şi 2 tipuri de gameţi masculi, genotipurile generaţiei F3 care se vor realiza

prin fecundarea aleatorie a acestor gameţi de sex opus vor fi în număr de 8.

Analizându-se exprimarea fenotipică a acestor genotipuri a fost stabilit un număr de

8 clase fenotipice (tabelul 2), din care 4 clase sunt reprezentate de femele, iar celelalte 4 sunt

constituite din masculi.

Prin studierea tuturor indivizilor femeli şi masculi din generaţia F3, în tabelul 2 s-a

realizat încadrarea lor numerică şi procentuală în cele 8 clase fenotipice.

Urmărind datele tabelului 2, este demn de remarcat faptul că au fost obţinute

atât musculiţe femele, cât şi mascule având asocierea proiectată a caracterelor, adică ochi albi

şi baraţi.

O altă constatare care poate fi făcută este în legătură cu proporţia diferitelor

clase fenotipice, în special a celor care sunt forme recombinate prin crossing-over. În preala-

bil, menţionăm regula binecunoscută că atunci când la femelele unei generaţii apar gameţi re-

combinaţi, acest fapt se datorează cromozomilor recombinaţi pe care îi conţin. De pildă,

femelele F2 produc gameţi recombinaţi (cross) care includ cromozomii X cu reasortările

genice (w, B) şi (w+, B+).

Fiind vorba de un schimb intercromatidic reciproc, cele două categorii de cromozomi

recombinaţi, inclusiv gameţii care îi conţin, trebuie să apară în proporţie egală. Asta ar cere

ca, pe baza fecundării probabilistice a acestor gameţi recombinaţi prin crossing-over cu

gameţii de sex opus, proporţia celor două categorii de zigoţi care apar atât la sexul femel, cât

şi la sexul mascul să fie proporţional egale.

56



fenotipice din generaţia F3 a dihibridării directe

Nr.

crt.Sexul Normal Cross

Clasa

fenotipică

Segregare

numerică

Segregare

%

1

femel


2 + Ochi albi şi reniformi 22 6,1


4 + Ochi roşii şi reniformi 81 22,1

5

mascul


6 + Ochi albi şi rotunzi 14 3,8



T o t a l 367 100

Din datele tabelului 2 se constată, însă, că femelele din clasele fenotipice 3 şi 4, care apar datorită gameţilor recombinaţi prin crossing-over (cross) au frecvenţa foarte inegală, de 3,3 % şi, respectiv, de 22,1 %. Acelaşi lucru se poate spune despre masculii din clasele fenotipice 7 şi 8, care apar şi ei datorită gameţilor recombinaţi prin crossing-over (cross), având frecvenţa foarte inegală, de 3,8 % şi, respectiv, de 19,3 %.

În ambele situaţii, frecvenţa dezechilibrată, în sens negativ, se referă la clasele

fenotipice de femele şi masculi cu ochi albi şi baraţi.

Explicaţia ar fi că abaterea negativă de la proporţia teoretic aşteptată este corelată cu

prezenţa în clasele deficitare ca efectiv a caracterului mutant ochi albi. Această explicaţie ar

confirma şi situaţia similară din generaţia F2, despre care am susţinut că ar sugera mani-

festarea unui efect pleiotropic detrimental al genei white (w), aflată în stare hemizigotă (w,

B/ Y), asupra altor gene care sunt responsabile de viabilitatea masculilor de la D.

melanogaster.

57


Datele din tabelul 2 par a confirma această ipoteză şi în cazul femelelor, în sensul că

în clasa fenotipică 3, starea homozigotă a genei white (w, B / w, B) ar induce un efect

pleiotropic detrimental asupra altor gene care determină viabilitatea femelelor de la D.

melanogaster.

De asemenea, analizând frecvenţa claselor de femele 2 şi 3 s-ar mai putea sugera că

acest efect pleiotropic detrimental al genei white este întărit de prezenţa genei Bar, în stare

homozigotă (w, B / w, B), comparativ cu starea heterozigotă (w, B / w, B+).

3.4.2. Varianta experimentală de dihibridare reciprocă

La varianta experimentală de dihibridare reciprocă, în generaţia F1, conform

aşteptării teoretice:

femelele (89 indivizi) sunt cu genotipul heterozigot (w, B+ / w+, B), având ochii

roşii, prin dominanţa genei w+, în stare heterozigotă (w+/w) şi ochi reniformi, da-

torită semidominanţei (Precup, 1971) genei B, în stare heterozigotă (B / B+).

masculii (81 indivizi) sunt cu genotipul hemizigot (w, B+ / Y), având ochii albi,

datorită genei recesive w, aflată în stare hemizigotă (w/ Y), şi totodată ochi ro-

tunzi, datorită genei semidominante B+, aflată în stare hemizigotă (B+ / Y).

Deoarece fenotipul masculilor F1 din dihibridarea reciprocă fiind ochi albi şi ro-

tunzi, diferă de fenotipul masculilor F1 din dihibridarea directă, care exprima ochi roşii şi

baraţi, se poate afirma că prin rezultatele celor două variante experimentale a fost confirmat

fenomenul de sex-linkage al genelor white şi Bar.

Din datele de observaţie obţinute se mai poate constata şi faptul că raportul dintre

sexe sau sex-ratio este de 81 masculi : 89 femele, fiind destul de apropiat de raportul teoretic

aşteptat de 1 : 1. În legătură cu acest aspect, aplicând testul χ2, din calcule a rezultat χ2 =

0,36, care corespunde la P = 0,50 ÷ 0,70.

În continuare, în vederea obţinerii generaţiei F2 au fost utilizate două vase de cultură

corespunzând loturilor l1 şi l2. Din generaţia F1 au fost preluate două grupe, fiecare formată

din 10 indivizi femeli şi 15 indivizi masculi, grupe care au fost transferate în cele două vase

de cultură.

58


În ambele loturi, la reproducerea generaţiei F1 pentru formarea generaţiei F2 par-

ticipă următoarele tipuri de gameţi:

2 tipuri de gameţi masculi precum (w, B+) şi (Y);

4 tipuri de gameţi femeli, din care 2 tipuri sunt normale (normal), adică (w+, B) şi (w,

B+), iar 2 tipuri sunt gameţi recombinaţi prin crossing-over (cross), aşadar (w+, B+) şi (w,

B).

Deoarece la reproducerea generaţiei F1 iau parte 2 tipuri de gameţi masculi şi 4 tipuri

de gameţi femeli, prin fecundarea aleatorie a acestor gameţi vor apare 8 categorii de

genotipuri, care vor forma generaţia F2. Prin analiza acestor genotipuri s-a stabilit un număr

total de 8 clase fenotipice din generaţia F2, care au fost incluse în tabelul 3.


fenotipice din generaţia F2 a dihibridării reciproce

Nr.

crt.Sexul Normal Cross

Clasa

fenotipică

Segregare

numerică

Segregare

%

1

femel

+ Ochi albi şi rotunzi 27 6,1

2 + Ochi roşii, reniformi 79 17,6

3 + Ochi albi şi reniformi 26 5,8


5

mascul

+ Ochi albi şi rotunzi 42 9,4

6 + Ochi roşii şi baraţi 100 22,4



T o t a l 447 100

Se observă că în cadrul celor 8 clase fenotipice 4 clase sunt reprezentate de

femele, dintre care 2 clase apar prin fecundarea gameţilor femeli F1 obişnuiţi (normal), iar alte

59


2 clase apar prin fecundarea gameţilor femeli F1 recombinaţi prin crossing-over (cross) de

către unul şi acelaşi gamet mascul F1 (w, B+). În mod logic, restul de 4 clase fenotipice includ

masculi şi ele apar prin fecundarea aleatorie a celor 4 tipuri de gameţi femeli F1 cu gametul

mascul (Y).

Prin înregistrarea minuţioasă a indivizilor femeli şi masculi din generaţia F2, în

cadrul tabelului 3 au fost introduse încadrarea lor numerică şi procentuală în cele 8 clase

fenotipice. Pe baza acestor date se pot face următoarele interpretări:

Se constată că în generaţia F2 a dihibridării reciproce doar masculii au caracterele

care au fost proiectate, adică ochi albi şi baraţi, femelele neavând o asemenea asociere. Pen-

tru a fi obţinute astfel de femele se cere continuarea experienţei până la generaţia F3.

Pentru moment, este important să urmărim proporţia segregării celor 8 clase

fenotipice, unde apar abateri foarte evidente de la proporţia teoretic aşteptată.

Astfel, în cazul femelelor, teoretic ar fi de aşteptat ca proporţiile claselor fenotipice

1 şi 2, precum şi ale claselor 3 şi 4 să fie apropiate ca valoare. În cele două cazuri, însă, clasa

1 şi clasa 3 au proporţii evident mai scăzute decât clasa 2 şi, respectiv, clasa 4.

Se poate observa că ambele clase cu efectiv mai scăzut decât cel teoretic aşteptat

prezintă caracterul ochi albi dat de starea homozigotă a genei white (w/ w).

De asemenea, în cazul masculilor, teoretic ar fi necesar ca proporţiile claselor

fenotipice 5 şi 6, dar şi ale claselor 7 şi 8 să fie de valori apropiate. Însă, în realitate, clasa 5 şi

clasa 7 sunt evident mai slab reprezentate decât clasa 6 şi, respectiv, clasa 8.

Şi în cazul masculilor, ambele clase cu efectiv deficitar daţă de aşteptarea teoret-

ică prezintă caracterul ochi albi, dat de starea hemizigotă a genei white (w/Y). Din com-

pararea claselor 5 şi 7 mai rezultă că acest efect pleiotropic detrimental al genei white este

potenţat de prezenţa genei Bar în stare hemizigotă.

Prin urmare, la varianta experimentală de dihibridare reciprocă, la fel ca şi în cazurile

analizate anterior, la varianta experimentală de dihibridare directă, se poate sugera explicaţia

că gena white (w), în stare homozigotă (w/w), la femele, sau hemizigotă (w/Y), la masculi,

are un efect pleiotropic detrimental asupra viabilităţii indivizilor de ambele sexe de la D.

melanogaster.

În continuare, pentru obţinerea generaţiei F3, în care să apară şi femele cu fenotipul

proiectat, adică ochi albi şi baraţi, am utilizat loturi reproductive de musculiţe din generaţia 60


F2, formate din femele cu ochi albi şi reniformi şi masculi cu ochi albi şi baraţi. Gameţii

lor vor avea o anumită tipologie determinată de genotipurile indivizilor din cele două sexe.

Femelele F2 cu ochi albi şi reniformi posedă genotipul (w, B / w, B+) şi produc 2

tipuri de gameţi, adică (w, B) şi (w, B+).

Masculii F2 cu ochi albi şi baraţi posedă genotipul (w, B / Y) şi produc la rân-

dul lor 2 tipuri de gameţi, adică (w, B) şi (Y).

Deoarece pentru apariţia generaţiei F3 vor participa 2 tipuri de gameţi femeli şi

2 tipuri de gameşi masculi, prin fecundarea lor aleatorie vor apare 4 categorii de genotipuri,

dintre care 2 categorii la femele şi altele 2, la masculi.

Prin analiza genetică a acestor categorii genotipice, s-a dedus existenţa în gen -

eraţia F3 a dihibridării reciproce a 4 clase fenotipice (tabelul 4), dintre ele 2 clase fiind

reprezentate de femele şi celelalte 2 clase, de masculi.


fenotipice din generaţia F2 a dihibridării reciproce

Nr.

crt.Sexul Clasa

fenotipică

Segregare

numerică

Segregare

%

1femel

Ochi albi şi reniformi 118 24,8

2 Ochi albi şi baraţi 113 23,8

3 mascul Ochi albi şi rotunzi 125 26,3

4Ochi albi şi baraţi

119 25,1

T o t a l475 100

Din datele tabelului 4 rezultă că în generaţia F3 a dihibridării reciproce au

apărut atât masculi, cât şi femele cu asocierea de caractere planificată, adică fenotipul ochi

albi şi baraţi, într-o proporţie aproximativ egală.

61


Este interesant de constatat faptul că şi celelalte 2 clase fenotipice de femele şi

masculi apar la o cotă procentuală foarte apropiată de primele două, astfel încât, în ansamblu,

raportul dintre cele 4 clase fenotipice este foarte concordant cu raportul teoretic aşteptat, care

este de (1 : 1 : 1 : 1).

Presupunerea existenţei efectului pleiotropic detrimenmtal al genei white (w)

pentru ochi albi asupra viabilităţii musculiţelor este valabilă şi în acest caz, considerând că în

stare homozigotă, la femele, sau hemizigotă, la masculi, acest efect se manifestă la fel la cele

4 clase şi astfel raportul dintre ele va fi de (1 : 1 : 1 : 1).

De asemenea este confirmată şi presupunerea că gena Bar (B), în stare ho-

mozigotă, la femele, şi în stare hemizigotă, la masculi, întăreşte într-o măsură destul de evi-

dentă efectul pleiotropic detrimental al genei white (w) asupra viabilităţii musculiţelor de

ambe sexe de la Drosophila melanogaster.

3.5. C O N C L U Z I I

Obţinerea unei linii homozigote de Drosophila melanogaster cu ochi albi şi baraţi,

realizată prin dihibridarea directă între femele cu ochi roşii şi baraţi (linia mutantă Bar) şi

masculi cu ochi albi şi rotunzi (linia mutantă white), precum şi prin dihibridarea reciprocă în-

tre femele cu ochi albi şi rotunzi (linia mutantă white) şi masculi cu ochi roşii şi baraţi (linia

mutantă Bar) a condus la următoarele concluzii:

1. În ambele variate ale dihibridării, directă şi reciprocă s-a demonstrat că asocierea

celor două caractere mutante, white (ochi albi) şi Bar (ochi baraţi), înlănţuite cu sexul, se

poate realiza prin fenomenul de recombinare genetică intracromozomială, mai precis, prin

schimbul reciproc de gene între cromozomii pereche XX de la femelele heterozigote, bazat

pe mecanismul de crossing-over.

2. Diferenţele între datele segregărilor fenotipice obţinute în dihibridarea directă şi re-

ciprocă în cursul generaţiilor F1, F2 şi F3 au confirmat faptul că genele white şi Bar sunt în-

lănţuite cu sexul, mai precis, sunt localizate în cromozomii X de la D. melanogaster.

3. În generaţia F2 a dihibridării directe a fost obţinută clasa fenotipică proiectată, de

masculi cu ochi albi şi baraţi, dar proporţia ei se abate negativ faţă de proporţia teoretic aştep-

62


tată, explicaţia fiind efectul pleiotropic detrimental pentru viabilitate al genei white (w), efect

întărit şi de prezenţa genei Bar.

4. În segregarea generaţiei F3 a dihibridării directe s-au obţinut atât masculi, cât şi

femele cu ochi albi şi baraţi, ambele clase fenotipice exprimând proporţii cu abateri negative

semnificative faţă de proporţia teoretic aşteptată, ipoteza explicativă fiind şi în aceste cazuri

efectul pleiotropic detrimental pentru viabilitate al genei white, cu o întărire produsă de gena

Bar.

5. În dihibridarea reciprocă, clasele fenotipice de masculi cu ochi albi şi baraţi care

apar în segregarea generaţiilor F2 şi F3, precum şi clasa fenotipică de femele cu ochi albi şi

baraţi apărută în generaţia F3, prin proporţiile lor cu abateri negative faţă de proporţiile teoret-

ice corespunzătoare confirmă, o dată în plus, observaţiile şi explicaţia prezenţei efectului

pleiotropic detrimental pentru viabilitate al genei white, întărit de gena Bar, ca în cazul acelo-

raşi clase fenotipice apărute în dihibridarea directă.

6. Datele menţionate permit să se considere că prin experienţele efectuate s-a demon-

strat realitatea fenomenelor genetic-cromozomiale de înlănţuire a caracterelor cu sexul, de

schimb reciproc de gene între cromozomii omologi prin crossing-over şi de efect pleiotropic

detrimental faţă de viabilitatea femelelor şi masculilor de D. melanogaster.

63


PARTEA – II-

64


Capitolul IV

ASPECTE METODICE ÎN PROCESUL

INSTRUCTIV-EDUCATIV

Lumea contemporană se caracterizeaza printr-o evoluţie rapidă şi imprevizibilă a şti-

inţei şi tehnicii, generând o gigantică mişcare de idei, de invenţii şi descoperiri, o creştere ex-

ponenţiala a informaţiei şi tehnologiilor de vârf.

Impulsul omului de a investiga este la fel de vechi ca insăşi istoria omenirii.

Datorita formidabilei curiozităţi umane asociate cu interesul practic, uneori vital, şi

capacităţii imense de a descifra necunoscutul, s-a acumulat de-a lungul timpului un volum

foarte mare de cunoştinţe despre lumea vie. Aceste cunoştinţe formează astăzi obiectul unui

număr atât de mare de ramuri ale biologiei încât este extrem de dificil a le inventaria. Ra-

murile vechi cum sunt botanica şi zoologia nu şi-au pierdut actualitatea. An de an se descop-

eră noi specii de plante şi animale, dar se înregistrează şi multe alte dispariţii de specii, a caror

cauză nu este nicidecum îmbătrânirea speciilor, ci intervenţia necontrolată şi brutală a omului

în natură. Disciplinele clasice cum sunt embriologia, histologia şi anatomia au dobândit, da-

torită noilor tehnici de cercetare, pe lângă calitatea de discipline descriptive şi un pronunţat

caracter aplicativ. De asemenea, datorită progreselor tehnologice şi conceptuale din domeniile

biologiei moleculare şi celulare, a geneticii, a biofizicii şi biochimiei, sunt inţelese astăzi

multe dintre mecanismele fiziologice până la nivel celular si molecular.

Implementarea rapidă a descoperirilor ştiinţifice si a invenţiilor tehnice face din şti-

inţa o forţa de producţie, generând schimbări rapide din toate domeniile de activitate la care

omul trebuie să se adapteze prin educaţie. Biologia a devenit în ultimul timp o importantă

forţa de producţie prin descoperirea si perfecţionarea biotehnologiilor.

65


Prin caracterul său de sinteză, biologia generală, la orice clasa la care se predă, îşi

aduce o cotribuţie deosebită la formarea elevilor, sarcina fundamentală a predării ştiinţelor

biologice.

Predând mai mulţi ani noţiunile de biologie, am constatat, cel puţin la nivel de gim-

naziu, că problema care trebuie să fie un corolar al tuturor cunoştinţelor prezentate – explicate

naturii ăi comportamentului omului – este prea puţin discutată.

In afară de lecţiile de anatomie, fiziologie şi igiena omului, atât programele cât si

manualele de gimnaziu evitau să ilustreze diferitele fenomene şi procese biologice-ereditate,

procese mutagene, variabilitate, evoluţie- şi cu date concrete despre om. Actuala programă

şcolară a introdus la nivel gimnazial un capitol de Evoluţionism care face referire la noţiuni

de ereditate, variabilitate şi de aceea şi eu mi-am propus să mai îmbunătăţesc puţinele noţiuni

de genetică prin introducerea unor noi cunoştinţe, accesibile la nivel gimnazial.

Metodologia activităţii didactice poate fi considerată ca parte integrantă a educaţiei,

punându-şi amprenta asupra nivelului de instruire a tinerei generaţii. Să nu uităm faptul că

elevul de azi, va deveni tânărul de mâine, care va fi determinat să ia decizii într-o societate

aflată în curs de globalizare. Deci, apare evident necesitatea dezvoltării personalităţii elevilor,

în cadrul procesului de predare- invaţare a disciplinelor biologice. Biologia prin specificul

său, este o ştiinţa cu un rol deosebit în societate, deci metodele de învăţământ caracteristice

acestei discipline, nu pot fi private printr-o viziune restrânsă, ci in interrelaţie cu toate trans-

formările care au loc atăt in lume cat si pe plan naţional, în actualul context.

Datorită perspectivelor pe care le are, biologia a fost cosiderată de către oamenii de

ătiinţă, ca fiind ştiinţa secolului XXI.

4.1. Orientări noi in predare- învăţare

Anul 1999 ca an al reformei învăţământului a fost anul acţiunilor concrete de schim-

bare cuprinzătoare a învăţământului. Schimbările privesc printre altele şi schimbarea carac-

terului învăţământului ceea ce presupune:

-trecerea de la învăţământul eminamente reproductiv la învăţarea ca rezolvare de

probleme;

-readucerea învăţării în orele de clasă şi reducerea dependenţei reuşitei şcolare de

‘’învăţământul paralel”

66


-reforma sistemului de evaluare etc.

Intreaga activitate din învăţământ trebuie reorientată ca urmare a reconsiderării in-

tregului sistem de valori, astfel încât să se dea un alt contur personalităţii viitorilor absolvenţi.

Conţinuturile curriculare reprezintă tocmai acest sistem de valori selecţionate din

cunoaşterea savantă, din practicile sociale şi din cultura şcolară reprezentând în activitatea di-

dactică un ansamblu de cunoştinţe, capacitate şi aptitudini, integrate în sistemul curriculum-

ului.

Progresele cunoaşterii umane cer şcolii să formeze un om modern, cu alte capacităţi

mintale, intelectuale, pe primul plan nemaitrebuind să rămână memoria acumulativă şi debor-

dantă ci prioritară trebuie să devină gândirea novatoare, creatoare şi inventivă, inteligentă,

ageră şi critică, flexibilitatea şi ingeniozitatea minţii, toate corespunzătoare noilor cerinţe şi

condiţii ale societăţii moderne.

Procesul de învăţământ al unei discipline de învăţămînt se proiectează, se orga-

nizează, se desfăşoara în vederea realizării unor obiective pedagogice, stabilite anticipat, care

exprimă o anumita necesitate socială.

4.2. Strategiile operaţionale – noi abordări în didactica disciplinei

In elaborarea proiectării activităţii didactice trebuie să se realizeze o concordanţă în-

tre cele trei componente ale instruirii:

-funcţionale: competenţe generale, competenţe specifice;

-structurale: conţinuturi, activităţi de învăţare, resurse umane, materiale, mijloace,

relatia profesor- elev;

-operaţionale: strategii şi metode de instruire, evaluare a rezultatelor.

Astfel , în contextul noului curriculum, planificarea calendaristică se transformă

dintr-un document administrativ formal care repetă modul de gestionare a timpului propus de

programa analitică , într-un instrument de interpretare personală a programei, care asigură un

demers didactic concordant cu situaţia concretă din clasă.

Planificarea activităţii didactice presupune aşadar o lectură atentă şi personală a pro-

gramei şcolare în scopul de a analiza competenţele ce urmează a şi le forma elevii şi de a in-

ventaria tipurile de activităţi ăi resurse necesare.

In elaborarea planificărilor, considerăm necesară următoarea etapizare:

67


1. Citirea atentă a programei;

2. Stabilirea succesiunii de parcurgere a conţinuturilor;

3. Corelarea fiecărui conţinut în parte cu competenţele specific vizate

4. Verificarea concordanţei dintre traseul educaţional propus de către profesor şi

oferta de resurse didactice de care poate dispune (manual, ghiduri, caiete etc);

5. Alocarea timpului considerat necesar pentru fiecare continut, in concordant cu

competenţele specifice.

In proiectarea activităţii didactice un factor important , care determină modul de or-

ganizare al procesului de predare – învăţare a disciplinelor biologice , îl constituie materialul

uman.

Este necesar ca înaintea proiectării activităţii didactice, să se cunoscă caracteristicile

colectivului de elevi, dezvoltarea lor intelectuală, interesele, motivaţia pentru învăţare, pre-

cum şi starea de pregătire a elevilor pentru abordarea noului conţinut.

Necesitatea accentuării laturei formative a procesului de învaăţământ a dus la

proiectarea unui curriculum centrat pe competenţe. O astfel de abordare urmăreşte centrarea

activităţii elevilor nu pe învăţarea mecanică a unor noţiuni şi concepte , ci pe dezvoltarea de

capacitate, priceperi , deprinderi şi atitudini care să conducă la formarea de competenţe. Drept

rezultat, prin studiul biologiei elevii vor fi capabili să realizeze observaţii, experimente, clasi-

ficări investigaţii, formulări de ipoteze şi concluzii, realizarea de reprezentări grafice şi statis-

tice, rezolvarea de situaţii- problemă, proiectarea de soluţii şi aplicaţii practice, să ia decizii

etc.

Competenţele formate prin predarea biologiei sunt:

Competenţe generale, care sunt ansambluri structurate de priceperi şi deprinderi. Ele

se definesc pe obiecte de studiu şi se formează pe durata învăţământului gimnazial.

Competenţe specifice, care se definesc ca ansambluri de cunostinţe şi deprinderi defi-

nite pe obiecte de studiu şi se formeaza pe durata unui an de studiu. Ele sunt deduse din com-

petenţele generale.

Realizarea acestor competenţe specifice este obligatorie prin urmare profesorul are

libertatea:

-să-şi aleaga singur succesiunea capitolelor sau a temelor cu condiţia ca acestea să nu

conducă la încălcarea logicii interne a domeniului, ci să asigure în final parcurgerea integrală

a materiei în realizarea competenţelor propuse.

68


-să-şi construiască demersul didactic în cadrul fiecărei lectţi în aşa fel ca să cuprindă

activităţi, metode si stiluri variate adecvate competenţelor.

-să-şi repartizeze conţinutul pe ore având în vedere parcurgerea integrală a materialu-

lui, realizarea competenţelor specifice şi accentuarea aspectelor tematice specific pentru anu-

mite profiluri.

Voi arăta în continuare care sunt competenţele generale care trebuie dobândite în

predarea biologiei la gimnaziu:

-receptarea informaţiilor din lumea vie

-explorarea sistemelor biologice

-utilizarea si construirea de modele şi algoritmi în scopul demonstrării principiilor lu-

mii vii

-comunicarea orala şi scrisă utilizând corect terminologia specifică biologiei

-transferarea şi integrarea cunoştinţelor şi a metodelor de lucru ale biologiei în con-

text noi

Din aceste competenţe generale se pot deduce cele specifice , caracteristice studiului

geneticii:

1. Explicarea modului de acţiune a factorilor evoluţiei

2. Elaborarea şi aplicarea unor algoritmi de identificare, investigare, experi-

mentare şi rezolvare a unor situaţii problemă

3. Formarea deprinderilor de documentare şi de comunicare

4. Prelucrarea datelor înregistrate şi elaborarea concluziilor

5. Demonstrarea unui mod de gândire ecologic în luarea unor decizii

6. Demonstrarea înţelegerii consecinţelor propriului comportament în raport cu

mediul

7. Elaborarea şi implementarea unor proiecte ecologice

8. Analiza şi interpretarea informaţiilor referitoare la evoluţia lumii vii

In contextul actual al curriculum-ului naţional, lecţia a căpătat o serie de atribute noi

absolute necesare unui învăţământ modern. Acestea privesc transformarea elevului în factor

activi ai instruirii şi educării sale şi transformarea profesorului din factor dominant al procesu-

lui de instruire într-un îndrumător al activităţii elevului.

Alte atribute privesc diferenţierea procesului didactic prin crearea unor condiţii de lu-

cru adaptate la posibilităţile elevilor de a dobândi un anumit conţinut, o anumită performanţă.

69


Forma de organizare a lecţiilor nu mai respectă schema axată pe asimilare în vederea

reproducerii celor învăţate. Se apelează tot mai mult la acele variante care antrenează capac-

ităţile de investigare, posibilităţile de anticipare, de soluţionare teoretică sau practică a unor

probleme de către elevi.

Proiectarea unei unităţi de învăţare se recomandă a fi făcută tinând seama de urmă-

toarele:

-competenţe (de ce? ):competenţe specifice

-activităţi (cum?):activităţi de învăţare

-evaluare (cât?) :descriptori de performanţă

-resurse (cu ce? ).

Care

Atributele unei lecţii eficiente sunt:

acea lecţie care contribuie la formarea cunoştinţelor, priceperilor şi deprinderilor tu-

turor elevilor şi la perfecţionarea celor însuşite anterior, este o lecţie eficientă;

lecţia este eficientă dacă concură la dezvoltarea intelectuală a elevilor, a gândirii lor, la

formarea şi consolidarea deprinderilor de muncă intelectuală, la imbogăţirea sferei

emoţionale, la formarea şi dezvoltarea comportamentului, precum şi la dezvoltarea in-

teresului pentru muncă şi învăţare;

lecţia este bună dacă duce la economia de timp a elevului, adică dacă central de în-

suşire a cunoştinţelor şi deprinderilor s-a făcut la clasă, în laborator sau în natură;

lecţia îşi atinge scopul dacă structura ei dezvăluie unitatea logică, didactică şi psiho-logică

70

Care este

scopul?

Ce voi

face?

Cu ce voi

face?

Cum voi

face?

Cât s-a

realizat?

Analiza compe-tenţelor

Selectarea conţinuturilor

Analiza resurselor

Determinarea activităţilor de învăţare

Stabilirea in-strumentelor de evaluare


4.2.1. Finalităţile învăţământului gimnazial şi implicaţiile acestora pentru disciplina biologie

Biologia contribuie prin competenţe, conţinuturi şi formele specifice de organizare

şi desfăşurare a procesului didactic, la realizarea finalităţilor atribuite acestui nivel de în-

văţământ obligatoriu. Aceste finalităţi sunt:

asigurarea pentru toţi elevii a unui standard de educaţie comparabil cu cel european

Pentru realizarea acestei finalităţi ,organizarea şi desfăşurarea activităţii de predare

învăţare trebuie să se concretizeze în:

- stimularea motivaţiei pentru protecţia naturii şi valorizarea acesteia în formarea

unor convingeri şi competenţe ecologice adecvate şi antrenarea elevilor în activităţi de

ocrotire a mediului înconjurător;

- stăpânirea cunoştinţelor privind condiţiile asigurării stării de sănătate, precum şi

utilizarea acestora în sensul păstrării sănătăţii individuale şi colective;

- integrarea cunoştinţelor de biologie în experienţa de viaţă a elevilor prin aplicarea lor în re-

zolvarea unor situatii reale şi luarea unor decizii;

obisnuinţa de informare curentă şi cunoaştere a evoluţiei în domeniul ştiinţelor biologice;

formarea la elevi a capacităţii de a comunica eficient în situaţii reale folosind limba-

jul de specialitate

Cunoştinţele de specialitate, dobândite prin efort propriu de conservare, descoperire,

investigare nemijlocită prin activităţi practice, care se desfăşoara în grupe, reprezintă o cale

eficientă de a forma şi de a dezvolta capacitatea de comunicare a elevilor prin intermediul

limbajului de specialite specific biologiei.

Pentru realizarea acestei finalităţi trebuie create sistematic situaţii de instruire care să

solicite comunicarea între profesor şi elev, între elev şi profesor, între elevi, între membrii

aceluiaşi grup de lucru etc.

Folosirea permanentă de către profesor a unei terminologii corecte, punerea elevilor

în situaţii de comunicare concretă, corectările sistematice, explicarea termenilor , a con-

ceptelor pe care le studiază elevii si încurajarea folosirii lor pe parcursul activităţii practice,

71


recomandarea informării elevilor prin surse scrise sau media, provocarea de comentarii asupra

rezultatelor investigaţiilor unor procese / structuri biologice sau asupra unor informaţii din

domeniu reprezintă direcţii de acţionare care vor extinde capacitatea generală de comunicare

eficientă a elevilor.

formarea şi dezvoltarea capacităţii de adaptare şi de investigare în comunitate

Pentru atingerea acestei finalităţi, procesul didactic trebuie să conţină sistematic situ-

aţii de învăţare în care elevul să acţioneze pe perechi, în grup, în echipă, exersând şi

dobândind capacitate de cooperare, de sprijin şi de colaborare, de primire şi de repartizare de

sarcini, de conducere, de subordonare, de lucru în echipă, de acceptare şi respectare a reg-

ulilor stabilite, de asumare a răspunderii individuale, de manifestare a iniţiative şi a sprijinului

de echipă.

formarea atitudinilor pozitive în relaţionarea cu mediul social: de toleranţă, de re-

sponsabilitate, de solidaritate etc.

Un rol deosebit în direcţia realizării acestei finalităţi îl reprezintă activităţile practice

finalizate cu raportarea concluziilor sau elaborarea unui referat sau proiect, ca şi dezbaterile ,

studiul de caz, jocul de rol, în care integrarea fiecărui elev în grup implică toleranţă, respons-

abilitate, solidaritate etc. , atitudini care prilejuiesc exersarea unor conduite bazate pe re-

laţionarea cu mediul social.

asigurarea unei orientări şcolare şi profesionale optime în raport cu aspiraţiile şi ap-

titudinile elevilor

Aceasta finalitate impune profesorului de biologie o preocupare constantă pentru

cunoaşterea aspiraţiilor si aptitudinilor elevilor, pentru o buna consiliere a lor şi a părinţilor în

vederea orientării şcolare şi profesionale.

Prin noua orientare a didacticii disciplinei, atingerea obiectivelor predării- învăţării biologiei

se poate realiza printr-o gamă largă de activităţi de învăţare şi evaluare care se bazează pe

aplicarea a numeroase instrumente ce nu limitează modalitaţile de exprimare a elevilor,

72


oferind multiple posibilităţi de identificare a celor cu inclinaţii spre studiul ştiinţelor biolog-

ice.

formarea capacităţilor şi a motivaţiilor necesare învăţării în condiţiile unei societăţi

în schimbare

Această finalitate vizează înzestrarea elevului absolvent cu instrumentele şi suportul

psihic necesare adaptării eficiente la cerinţele vieţii sociale în perspectivă imediată şi îndepăr-

tată.

Pentru aceasta procesul didactic trebuie să conţină sistematic elementul de conştienti-

zare asupra legăturii între ceea ce se dobândeşte în şcoala la orele de biologie şi viaţa reala din

afara sălilor de clasă.

4.2.2. Obiectivele specific biologiei

Principala componentă care asigură coerenţa internă şi externă a tuturor celorlalte

componente o constituie obiectivele.

Obiective generale:

I. Nivelul cunoştinţelor reprezintă unul dintre obiectivele importante ale instruirii. În în-

văţământul tradiţional, acumularea unui volum cât mai bogat de cunoştinţe constituie obiec-

tivul fundamental al instruirii. In învăţământul modern, desfăşurat în contextul unei transfor-

mări rapide, în planul obiectivelor educaţionale dobândeşte importanţă deosebită dezvoltarea

facultăţilor de autoinstruire.

Preocupările sunt orientate pe acumularea informaţiei utile care reprezintă

conţinutul essenţial al disciplinelor studiate, ce exprimă necesitatea de a realiza odată cu acu-

mularea cunoştinţelor, un proces dirijat care să asigure dezvoltarea capacităţilor intelectuale.

Acţiunile de evaluare a cunoştinţelor dobândite de elevi privesc cu deosebire:

volumul informaţiei acumulate cu referire la informaţia esenţială, nivelul de însuşire al

acestei informaţii cocretizat în tipuri de componente care dovedesc învăţarea lor şi capacitatea

de aplicare, de transfer şi de a efectua operaţii logice asupra conţinutului asimilat: analiza,

sinteza, comparaţii şi clasificări.

73


II.Dezvoltarea capacităţii intelectuale, alt obiectiv al activităţii de instruire , prin care se

urmăreşte formarea gândirii creatoare şi a unor capacităţi de autoinstruire, ceea ce înseamnă

crearea disponibilităţilor pentru instruirea continuă, condiţie esenţialăpentru integrarea

eficientă în activitatea profesională şi adaptarea la schimbările rapide din ştiinţă, tehnică şi din

viaţa socio-economică.

III.Capacitatea de aplicare a cunoştinţelor- valoarea învăţarii se deyvăluie nu numai prin

cunoştinţele acumulate, dar şi prin capacitatea elevilor ca pe baya acestora să-şi însuşeascănoi

cunoştinţe, din ce în ce mai complexe, prin creşterea capacităţii de investigare şi prin

capacitatea de utilizare a cunoştinţelor asimilate la reyolvarea problemelor teoretice şi

practice.

IV.Trăsăturile de personalitate şi de conduităale elevilor – relaţia de condiţionare reciprocă

a diferitelor aspecte ale procesului de formare ale elevilor, implică formarea unor trăsături de

personalitate şi conduită ale elevilor.

Obiectivele operaţionale:

Operaţionalizarea obiectivelor înseamnă transpunerea rezultatelor aşteptate de elevi

în urma unei instruiri, în termeni de operaţii şi acţiuni sau alte manifestări observabile şi

măsurabile.

Operaţionalizarea obiectivelor este necesară pentru a conduce progresiv elevul în

învăţare , până la nivelul maxim al posibilităţilor sale pentru arealiza o evaluare riguroasă a

instruirii şi pentru a stabili direcţii de perfecţionare ale activităţii de predare – învăţare –

evaluare.

Pentru ca obiectivul pedagogic să fie formulat operaţional , este necesar ca:

- să exprime cu claritate intenţia pedagogică urmărită, în aşa fel încât aceasta să fie

recunoscută de orice persoană competentă;

- să precizeze tot ce va trebui să facă elevul pentru a proba realizarea obiectivului;

- conţinutul obiectivului să nu se suprapună pe conţinutul altor obiective;

- să aibă precizate modalităţile în care urmează a se evalua realizarea, precum şi

performanţa minimă admisă în acest scop, exprimată cantitativ.

Tehnica de formulare a obiectivelor pedagogice operaţionale:

74


- se stabileşte mai întâi acţiunea sau operaţia pe baza conţinutului de predat, de exemplu:

elevii să definească, să identifice, să demonstreze, să rezolve, să interpreteze etc.;

- se precizează, apoi, obiectul acţiunii, adică ce anume să definească, să identifice sau să

rezolve elevii ân raport cu conţinutul instruirii;

- se descrie condiţiile situaţiei didactice;

- se precizează criteriul de evaluare a rezultatelor avţiunii, stabilind condiţiile în care se va

admite atingerea obiectivului.

Operazionalizarea obiectivelor oferă mai multă precizie şi obiectivitate în stabilirea

finalităţilor procesului de instruire şi educaţie, şi elimină interpretările subiective,

direcţionează profesorul în proiectarea şi desfăşurarea metodică a lecţiei alegându-şi

metodele, materialele didactice şi formele de grupare a elevilor în raport de obiective.

4.3. Resurse materiale

Se consideră ca resursă materială a procesului de învăţământ orice produs material

care manifestă un potenţial pedagogic faţă de acţiunile de instruire şi învăţare.

Acest potenţial se poate manifesta ca:

-sprijin acordat elevilor pentru învăţarea obiectivelor pedagogice, numit potenţial pedagogic

pentru comunicare de informaţii, pentru formare de noţiuni sau pentru a asigura participarea

elevilor în activitatea de învăţare;

-sprijin acordat elevilor şi profesorului pentru raţionaliyarea activităţii desfăşurate şi

prevenirea apariţiei premature a oboselii, numit potenţial economic;

-sprijin tehnic acordat desfăşurării procesului de învăţământ, numit potenţial tehnic.

Resursele materiale sunt: mijloace de învăţământ, echipamente tehnice, mediile de

instruire.

Mijloacele de învăţământ reprezintă factorul cel mai dinamic al procesului de

învăţământ , condiţie a eficienţei şi calităţii acestuia.

Învăţământul foloseşte un număr mare şi variat de resurse materiale atât pentru

spijinirea procesului de învăţământ cât şi pentru activităţi ce intră în competenţa sa.

Calitatea de resursă materială a procesului de învăţământ se atribuie oricărui produs

care deţine un potenţial pentru procesul de învăţământ.

75


Ansamblul de resurse materiale folosite în procesul de învăţământ de către profesor ,

în activitatea de predare şi de către elevi în activitatea de învăţare cu scopul de a determina

înţelegerea cunoştinţelor, formarea noţiunilor, deyvoltarea proceselor intelectuale, analiza,

sinteza, evaluarea şi aplicarea cunoştinţelor, se numesc mijloace de învăţământ.

În grupul mijloacelor de învăţământ se disting doua categorii:

- Mijloace de învăţământ concepute şi realizate pentru susţinerea unor teme;

- Mijloace de învăţământ preluate din alte domenii.

T.Mucică încercând o clasificare a mijloacelor de învăţământ după criterii

pedagogice, adică după rolul dominant pe care îl au în lecţie, le grupează astfel:

Tabelul nr. 1

Mijloace de învăţământ Tipul de mesaj

a. Mijloace de învăţământ pentru

comunicarea (transmiterea) de

informaţii şi pentru demonstraţie

(ilustrare)

1. Cu mesaj informaţional

b. Mijloace de învăţământ pentru

investigare, exersare şi formare de

deprinderi de muncă

2. Cu mesaj informaţional

audiovizual

c. Mijloace de învăţământ pentru

raţionalizarea timpului în ora de

curs

3. Cu mesaj acţional

4.4. Metode de predare - învăţare

Metodele de învăţământ reprezintă modalităţi sistemice de lucru de care se pot servi

profesorii în activitatea de instruire şi elevii în ceea de învăţare, capabile să conducă spre re-

zolvarea obiectivelor pedagogice.

76


Procesul de învăţământ repreyintă un ansamblu de acţiuni exercitate în mod conştient

şi sistematic de către educator asupra educaţilor, într-un cadru instituţional organizat, în ved-

erea formării personalităţii acestora în conformitate cu cerinţele idealului educaţional.

Trasaturile specific ale procesului de învăţământ sunt:

- caracterul instructive, rezultând din faptul că în cadrul acestui process elevii, indru-

maţi de professor, descoperă realitatea obiectivă; acestea se reflect în conştiinţa lor

sub formă de imagini, noţiuni, principia, legi; se exteriorizeaza sub forma unor

cunoştinţe şi a unor abilităţi intelectuale şi practice;

- caracterul formative, rezultând din obligativitatea conturării în cursul acestui proces a

convingerilor morale, estetice, a concepţiilor despre lume;

- caracterul bilateral, presupunând colaborarea dintre professor – elev, fiecare având

atribuţii specific: profesorul are rol de conducător al activităţilor, instructive – educa-

tive, iar elevul trebuie să fie participant activ la aceste acţiuni;

- caracterul de autoreglare, provenind din schimbul de informaţii profesor – elev – pro-

fesor care apar pe parcursul procesului didactic şi care creează posibilitatea cercetării

sau reorganizării acestui process în scopul obţinerii rezultatelor urmărite.

Căile prin care profesorul pune elevii în legătură cu un anumit szstem de cunoştinţe

şi le stimulează activitatea pentru însuşirea acestora reprezintă metodele de învăţământ.

O metodă care duce la promovarea originalităţii şi creativităţii este o metodă modern,

chiar dacă este folosită de mult timp; caracterul de modernitate al unei metode este dat de ma-

sura în care acesta reuşeşte să cultive însuşirile fundamentale ale omului: independenţă, spirit

critic, gândire creatoare, aptitudini de explorare.

Pentru obiectivele sale specific, disciplina biologie, contribiue alături de celelalte dis-

cipline de învăţământ, la formarea unui anumit om capabil să raporteze permanent cunoşt-

inţele la sfera problemelor practice productive acceptată a acestora deoarece multe dintre

acestea servesc la realizarea concomitentă a mai multor scopuri. De exemplu, metoda experi-

mental serveşte la formarea mai multor scopuri practice ale elevilor, dar şi la dezvoltarea

gândirii lor prin sarcinile de cercetare pe care le impune.

Metodele de învăţământ se clasifică obişnuit astfel:

metode de dobândire a cunoştinţelor, de formare a priceperilor şi deprinder-

ilor de muncă intelectuală şi practică;

metode de verificare a cunoştinţelor.

77


Metode de dobândire a cunoştinţelor, de formare a priceperilor şi deprinderilor de

muncă intelectuală şi practică

Principalele metode folosite în predarea – învăţarea disciplinei sunt cuprinse în urmă-

toarele categorii:

1) metode de comunicare orală:

expunerea

explicaţia

conversaţia euristică

discuţiile sau dezbaterile

saltul de idei

problematizarea

2) metode de comunicare scrisă

învăţarea după textul manualului sau alte surse bibliografice

fişe de lucru

3) metode bazate pe contactul cu realitatea:

metode experimentale

metode demonstrative

modelare

4) metode bazate pe acţiune:

exerciţiul

metoda descoperirii

algoritmizarea

proiectul sau tema de cercetare

metoda jocurilor

78


După I. Cerghit, o clasificare a metodelor de învăţământ se prezintă astfel:

Tabelul nr. 2

Categorii Tipuri principale

Metode de

comunicare

Prin limbaj Metode

expozitive

- descrierea- explicarea- prelegerea- instructajul verbal

Metode con-

versative

- conversaţia euristică- discuţia

Prin text scris - instruirea prin lectură

Prin limbaj oral- vizual - instruirea prin mijloace vizuale- instruirea prin mijloace auditive- instruirea pri mijloace audio - vizuale

Prin problematizare - instruirea prin rezolvare de probleme

Metode de

explorare

Metode de explorare

(Investigare) directă

- observarea directă- observarea independentă- executarea de încercări şi experienţe- inventare de soluţii noi- efectuarea de experienţe- instruirea prin lectură

Metode de Metode demon-

strative

- demonstraţia prin efectuare de expe-rienţe

- demonstraţia pri fenomene reale- demonstraţia cu ajutorul reprezen-

tărilor- demonstraţia cu mijloace sonore- demonstraţiacu mijloace auditive- demonstraţia cu mijloace audio –

vizuale- demonstraţia cu ajutorul calculatoru-

79


explorare indirectă

lui- demonstraţia cu ajutorul modelelor- demonstraţia cu ajutorul desenului pe

tablăMetode de mod-

elare

- stabilirea pe modele

Metode

bazate pe

acţiune

(metode

practice)

Metode de acţiune

afectivă

- efectuarea de exerciţii şi aplicaţii- analiza de caz- efectuarea de lucrări practice de ate-

lierMetode de acţiune

simulată

- efectuarea de proiecte- instruirea prin jocuri didactice- instruirea pe simulatoare

Metode de

instruire

prodramata

- instruirea cu programe cu răspuns conştient

- instruirea cu programe cu răspuns la alegere

Metode de comunicare orală

Metode expozitive (expunerea, explicaţia) au fost supuse unor critici în ultima

vreme, reducându-se mult din importanţa şi frecvenţa utilizării lor. Având ca dezavantaj

major faptul că reclamă din partea elevilor o atitudine mai puţin activă, aceste metode prezintă

totuşi o serie de avantaje.

În expunerea profesorului elevii găsesc un model coerent de gândire stiinţifică şi de

vorbire, un model de abordare raţională a unei realităţi, metoda fiind accesibilă tuturor

vârstelor şcolare.

Totodatţ aceasta serveşte la însuşirea acelei categorii de cunoştinţe care nu poate fi

supusă unei verificăridirecte din partea elevilor, la rezolvarea unor probleme pe care elevii nu

le pot soluţiona pe calea unor cercetări independente, la cominicarea unor rezultate actuale din

domeniul biologiei.

Metoda expunerii pretinde o pregătire deosebită a profesorului în ceea ce priveşte

limbajul, sistematizarea ideilor, pregătirea unor materiale auxiliare care întregesc expunerea.

Metoda este îmbunătăţită dacă:

profesorul foloseşte „dialogul oratoric” potrivit căruia se formulează întrebări retorice

şi tot profesorul este acela care răspunde făcând uz de argumente pro şi contra;80


se adresează întrebări prin care se încearcî un sondaj de opinie ad-hoc;

cu bune rezultate se poate practica ţi procedeulmultiplicării şi distribuirii cu anticipaţie

a unor materiale în legatura cu subiectul ce se trasează: scheme incomplete,

chestionare cu întrebări cheie pe care elevii să le completeze concomitent cu

ascultarea expunerii şi de care se vor folosi ulterior în pregătirea lor;

o variantă stimulatoare a metodei este expunerea cu oponent; ea se deosebeşte de

expunerea obişnuită prin prezenţa unui elev bine informat, cu spirit critic, care are

misiunea să pună întrebări, să formuleze observaţii, să ceară lămuriri, să întreţină un

permanent dialog cu profesorul, cu scopul de a încerca o înviorare a expunerii.

Cerinţele care se impun în folosirea acestor metode sunt legate de necesitatea ce:

a) profesorul să stăpânească foarte bine subiectul pe cere îl abordează;

b) să schiţeze pe tablă planul expunerii, pe măsura desfăşurării ei, fapt ce orientează mai

precis atenţia şi gândirea elevilor spre ideile esenţiale şi le fixează mai bine în

memorie.

c) Profesorul să-ţi creeze timp şi pentru a răspunde la eventualele întrebări ale elevilor, să

îndemne la reflecţie ulterioară.

d) Profesorul să fie pregătit să alunge momentele de oboseală creând în clasă clipe de

destindere, de relaxare uşor de realizat prin relatarea unor lucruri interesante, legate de

temă, prin glume.

Metoda conversaţiei

Metoda cunoaşte în ultima vreme o adevărată efervescenţă fid considerată una dintre

cele mai active modalităţi de instruire şi educaţie. Utilizând această tehnică profesorul

efectuează cu elevii o avtivitate comună de gândire şi de căutare, de cerecetare şi de aflare a

adevărului. Această investigaţie se realizează pri intermediul unei succesiuni de întrebări puse

cu abilitate de către profesor şi alternate cu răspunsurile elevilor.

Eficienţa metodei creşte dacă se preferă întrebările „deschise”sub formă de problemă

care solicită inteligenţa productivă, lasă elevilor mai multă libertate de căutare, de formulare a

mai multor răspunduri sau soluţii posibile. Această practică pregăteşte elevii pentru folosirea

mai eficientă de către profesor a metodei problematiyării. Astfel de întrebări cuprinzătoare

lasă libertatea de manifestare a spontaneităaţii şi imaginaţieie, le lasă timp de gândire, solicită

spiritul critic şi dezvoltă aptitudinile de cooperare, de a rezolva prin efort colectiv o problemă.

81


Se pune o mai frecventă folosire a întrebărilor care îndeamnă la analize, sinteze, integrări de

date, întrebări care exersează gândirea.

Metoda conversaţiei este importantă pentru predarea biologiei deoarece favorizează

dialogul permanent, în ambele sensuri, dintre profesori şi elevi, dezvoltă ambiţia elevilor de

afirmare intelectuală şi profesională, formeayă şi dezvoltă un limbaj specific biologic le elev.

Discuţia sau dezbaterea

Presupune examinarea şi elaborarea în comun a unor noţiuni sau idei, elucidarea şi

aprofundarea unor subiecte determinate, rezolvarea unor probleme teoretice şi practice

complexe, care comportă mai multe soluţii sau alternative posibile, care cer originalitate şi

intuiţie, multă inventivitate.

Dintre multiplele variante ale acestei metode se foloseşte cu preponderenţă

dezbaterea organizată după procedeul Philips-66 de idei (brain-storming-ul). În cazul

dezbaterii după procedeul Philips, profesorul împarte clasa în grupe a căror mărime depinde

de complexitate subiectului luat în discuţie. Fiecare grupă are un conducător de discuţii care

după un anumit timp, raportează în faţa întregii clase asupra soluţiilor adoptate.

Profesorul are obligaţia să omogenizeze concluziile iar dacă exiostă hotărâri diferite,

să asigure cu participarea tuturor elevilor, gasirea de soluţii optime şi prezentarea motivelor

pentru care au fost respinse alte variante. Prin acest tip de dezbaterese asigură o participare

colectivă şi activă, dar apar şi inconvenientecum ar fi: este necesar un timp suplimentar pentru

prezentarea concluziilor iar profesorul nu poate participa la discuţiile fiecărei grupe.

Metoda saltului de idei a fost iniţiată de A. Osborn cu scopul de a înlesni căutarea şi

găsirea celei mai adecvate soluţii, printr-o imensă mobilizare a ideilor tuturor participanţilorla

discuţie.

Evaluarea şi selecşia ideilor emise şi a soluţiilor propuse se va face după una-doua

zile de către profesor sau împreună cu elevii. În acest timp participanţii se simt datori să

reflecteze asupra problemei şi eventual să revină cu noi sugestii şi idei îmbunătăţite .

Metode de comunicare scrisa

Munca cu manualul – la anumite lecţii, poate lua locul expunerii profesorului, lăsând

locul profesorului, lăsând elevii să-şi însuşească singuri material, prin efort propriu. Profe-

sorul trebuie să intervină cu explicaţii doar în moment dificile, să aducă informaţii de ultimă

oră, să ajute în mod diferenţiat elevii care întâmpină dificultăţi.82


Cazurile de utilizare a muncii cu manualul, în funcţie de sarcina didactică sunt:

- dobândirea de noi cunoştinţe

- fixarea

- aplicarea

- recapitularea şi sistematizarea cunoştinţelor.

După încheierea activităţii independente cu manualul, prin discuţii collective, se vor

fixa cunoştinţele noi dobânditesau cele aplicate, cu precizarea concluziilor importante.

Eficienţa utilizării textului scris este legată nu numai de calitatea intrinsecă a man-

ualelor şi cărţilor, ci ţine şi de alte aspectede ordin metodologicpropriu-zis, de înlăturarea difi-

cultăţilor ce apar în practicarea lecturii.

Elevii trebuie iniţiaţi în cunoaşterea şi folosirea unei tehnici variate de lectură ca de

exemplu:

- citirea lentă, în profunzime,

- lecturile paralele care prin confruntarea datelor şi ideilor mijlocesc o mai

rapidă clasificareşi întregire a unor cunoştinţe,

- lectura problematizată, condusă de anumite întrebări- problem puse în preala-

bil de către professor, la care elevii urmează să caute în mod active răspun-

surile cuvenite,

- lectura problematizată care oferă un exerciţiu cu foarte multe posibilităţi de

dezvoltare a gândirii:

- lectura dirijată;

- lectura liberă.

Profesorul trebuie să ajute elevii să stăpânească asemenea tehnici şi să-I înveţe să

trecă de la o sarcină la alta, să folosească prin alternanţă diferitele tehnici, după sarcinile con-

crete ale învăţării, ceea c ear preveni practica unei tehnici rudimentare, stereotipe, de citire şi

recitire a lecţiei din manual până la reţinerea ei şi uneoripe de rost. Folosindu-şi deprinderile

de a lucra cu manualul sub îndrmarea profesorului, elevul va şti în viitor să se orienteze în

orice revistă sau tratat de specialitate, să evidenţieze ideile principale etc.

În concluzie se poate spune că această muncă cu textul scris nu este scop în sineci,

este un mijloc de a dezvolta gândirea elevilor prin eforturile de analiză, comparare, evaluare şi

generalizare pe care le efectuează.

83


Instruirea programată

Instruirea programată este o tehnologie modern, complexă constând din principia şi

mijloace pedagogice în sprijinul cărora au venit în ultima vreme cibernetica, logica matemat-

ică, mijloacele tehnologice modern.

În instruirea programată materialul de studio se distribuie în unităţi sau cuante de in-

formaţie, care pot fi assimilate dintr-o dată prin punerea de problem şi cererea rezolvării lor.

Materialul programat dă posibilitatea de a corecta răspunsul imediat prin răspunsul corect dat

de program. Se pot aplica la o lecţie, o temă sau un capitol cu condiţia ca paşii să se înlănţuie

logic.

Instruirea programată se bazează pe:

- principiul instruirii active;

- principiul instruirii în ritm propriu;

- principiul conexiunii inverse (feed-back);

Se cunosc doua tipuri de programe din care au derivate şi alte variante combinate sau

mixte:

programarea liniară iniţiată de Skiner – se bazează pe construirea de către

elevi a răspunsurilor aşteptate, iar parcurgerea secvenţelor urmează o sin-

gură înlănţuire în ordinea numerelor natural. Fiecare secvenţă cuprinde

informaţia, sarcina de lucru, indicaţia unde poate fi găsit răspunsul correct

de la secvenţa anterioară.

Programarea ramificată iniţiată de Crowder – pentru fiecare sarcină de re-

zolvat se prezintă elevului mai multe eventualităţi, din care el trebuie să

aleagă răspunsul correct care îi permite să treacă la secvenţa următoare.

Dacă a ales răspunsul greşit este condus la subprogram sau informaţii suplimentare

cu scopul de a indica natura erorii, de a-l ajuta să îndrepte greşeala. Acest tip de programare

are menirea de a intensifica efortul elevilor de a preveni învăţarea mecanică, deci asigură o

motivaţie adecvată învăţării.

Instruirea programată prezintă şi unele limite în aplicare şi dezavantaje cum ar fi :

diminuarea dialogului professor – elev, slăbirea climatului colectiv de muncă, îngrădirea într-

o oarecare măsură a creativităţii.

84


Personal consider că în procesul de învăţare a disciplinei “Biologie” trebuie folosite

cu discernământ toate aceste metode, în funcţie de natura noţiunilor însuşite.

4.5. Prezentarea selectivă a unor metode de instruire – autoinstruire folosite în

lecţiile de biologie

4.5.1. Modelarea

Este o metodă de explorare indirectă a realităţii, a fenomenelor din natură şi societate

(sisteme originale) cu ajutorul unor sisteme numite modele.

La baza modelării se află analogia dintre sistemul original studiat şi modelul ales.

Analogia se referă la forma, structura, funcţionarea în ansamblu sau a unor componenete ale

sistemului.

Modelul reprezintă un sistem material sau ideal (logico – matematic ), care reproduce

în mod esenţializat caracteristici ale sistemului original şi care mediază cunoaşterea unor

proprietăţi ale acestuia. Modelul nu este o copie a realităţii, ci un corespondent prelucrat, care

reproduce trăsăturile esenţiale ale unui fenomen, obiect sau proces original. Rproducerea

devine model numai în măsură în care ne aduce o informaţie în plus despre sistemul original

modelat, dacă permite o cunoaştere mai uşoară, mai rapidă şi mai substanţială.

Cerinţe metodice pentru alcătuirea unui model:

Să fie fidel, să reprezointe un număr suficient de mare de analogii cu sistemul original;

Să fie cât mai simplu şi esenţializat pentru a răaspunde scopurilor formative şi

cognitive urmărite;

Analogiile dintre model şi sistemul original să vizeze următoarele aspecte: construcţia

(forma), structura şi funcţionarea;

Să fie antrenaţi elevii în imaginarea, construirea de modele şi în operarea cu ele dipă

un anumit program, aceste operaţii constituind modalităţi eficiente de stimulare a

creativităţii ştiinţifice.

Principalele avantaje ale modelării:

Favorizează o cunoaştere euristică şi o învăţare activă, la cel care se

instruieşte/autoinstruieşte şi participă conştient;

85


Uşurează abstractizarea şi generalizarea, facilitând conştientizarea şi înţelegerea unor

proprietăţi, relaţii, legităţi cu grad mare de generalitate;

Sprijină formarea operaţiilor mintale pe baza interiorizării acţiunilor obiectuale şi prin

transpunerea cunoştinţelor în limbajul simbolurilor;

Îi familiarizează pe utilizatori cu raţionamentul prin analogie şi cu cel inductiv,

dezvoltându-le inteligenţa;

Utilizatorii se iniţiază în tehnica observaţiei sistematice şi se iniţiază în munca de

cercetare ştiinţifică.

4.5.2. Experimentul

Experimentul este o metodă de instruire şi autoinstruire care implică activităţi de

provocare, reconstituire şi modificare a unor fenomene şi procese în scopul studierii lor, aşa

cum se poate observa in figura1.

În procesul predării – învăţării biologiei, experimentul se foloseşte mai ales în studiul

problemelor de fiziologie vegetală, animală şi umană. Ceea ce este deosebit de important din

punct de vedere al realizării obiectivelor educaţiei ştiinţifice a elevilor este ca experimentul să

fie privit şi utilizat nu doar ca mijloc prin care se demonstreazădesfăşurarea unui proces.

Fiecare experiment realizat trebuie să constituie totodată un prilej de a-l familiariza pe elev cu

metodologia experimentului ştiinţific. În acest context trebuie să explicew elevilor detailat,

modul de organizare şi condiţiile în care are loc fiecare experiment, pentru ca treptat sa se

poată contura unele reguli generale în ceea ce priveşte utilizarea acestei metode. Facem

precizarea că ghidarea de către profesor a activităţii desfăşurate de elevi (şi care constă în

oferirea de informaţii şi sugestii, puncte de sprijin, resurse materiale etc. ), poate fi mai mult

sau mai puţin prezentă, în funcţie de tipul de experiment.

Experimentul, atunci când cu ajutorul lui se pun în evidenţă procese complicate şi

necunoscute de elevi, este realizat de către profesor. În acest caz el are o funcţie

demonstrativă. Reproducerea de către elevi a unora din experimente poate fi utilă în scopul

formării la elevi a unor abilităţi motrice implicate în activitatea de laborator.

O deosebită importanţă prezintă acele experimente executate de elevi care îi pun în

rolul de veritabili experimentatori, parcurgând etapele care caracterizează învăţarea prin

problematizare şi descoperire.

86


87

Activitatea profesorului

Crearea la elevi a motivaţiei pentru activitatea

experimentală

Ghidarea activităţii elevilor

Activitatea elevilor

Observă fapte şi/sau analizează date, informaţii etc.

Identifică şi formulează o problemă

Formulează o ipoteză de cercetare

Elaborează un plan de cercetare

Efectuează experimentul/experimentele

Observă datele experimentale

Consemnează datele şi rezultateleexperimentale

Formulează concluziile

Compară concluziile cu ipoteza

Ipoteza se confirmă Ipoteza se infirmă

Formulează formulează o nouarăspunsul la ipoteză de cercetare şiproblemă un nou plan de cercetare

Comunică cu profesorul

Primeşte răspunsul şi îl discută cu elevii

Apreciază rezultatele activităţii elevilor


Figura 1. Etapele metodice ale experimentului cu caracter de descoperire

Principalele avantaje ale experimentului

Prezintă fenomenele în procesualitatea lor şi se pot repeat ori de câte ori şi oriunde se

creează condiţiile manifestării lor;

Reprezintă o metodă de investigaţie prin excelenţă activă şi creatoare;

Au funcţie informativă, întrucât elevii descoperă noi cunoştinţe şi funcţie formativă,

intrucât contribuie la formarea unor priceperi şi deprinderi psihomotorii şi intelectuale;

Îi determină pe elevi să înţeleagă ştiinţa ca process şi contribuie la formarea unui mod

de gândire ştiinţific.

4.5.3. Problematizarea

Predarea problematizată reprezintă un ansamblu de activităţi desfăşurate de profesor ,

care vizează: crearea de situaţii – problemă, formularea de probleme, acordarea unui ajutor

minim, indispensabil pentru elevii care rezolvă problema, coordonarea procesului de găsire a

soluţiei, de verificare a ei, de fixare a noilor achiziţii.

Problematizarea este o tehnică care constă în crearea dificultăţilor practice sau teoret-

ice, a căror rezolvare să fie rezultatul activităţii proprii de cercetare, efectuată de subiect. Este

utilizată în prezentarea de informaţii şi în consolidări cognitive.

Folosirea învăţământului problematizat cu variantele sale, prezintă mai multe avan-

taje formative: stimulează spiritul de explorare, stil active de muncă, oferă potenţial euristic,

incită la căutare şi descoperire.

Această metodă presupune aplicarea următorului proces:

Definirea punctului de plecare şi a scopului urmărit;

Punerea problemei;

Selectarea informaţiei;

Organizarea informaţiei;

Transformarea informaţiei pe calea raţionamentului;

Luarea deciziei – opţiunea pentru soluţia optimă;

Verificarea soluţiilor alese şi a rezultatelor

.

88


Etapele metodice ale problematizării în figura 2

89

Activitatea profesoruluiActivitatea elevilor

Formularea problemei

Descrierea situaţiei problemă

Ghidarea activităţii elevilor

Studierea, înţelegera aprofundată a problemei şi restructurarea

datelor sale

Perceperea problemei

Căutarea soluţiilor şi emiterea de ipoteze

Testarea ipotezelor prin: Analizarea materialului

faptic; Efectuarea unui experiment; Mobilizarea unor cunoştinţe

şi competenţe Exersarea operaţiilor

gândirii etc.

Descoperirea unor adevăruri, corelaţii, reguli, legităţi, principii

etc.

Obţinerea rezultatului final prin confruntarea diferitelor variante, găsirea soluţiei

Validarea soluţiei


Figura 2. Etapele metodice ale problematizării

Principalele avantaje ale problematizării:

Înlătură dezavantajul principal al metodelor tradiţionale explicative – exemplificative,

care solicitau gândirea reproductivă şi memoria, bazându-se pe comunicarea de către

professor a unor cunoştinţe gata structurate şi pe receptarea lor pasivă de către elevi;

Este un adevărat principiu de dinamizare al elevului în procesul didactic;

Contribuie la dezvoltarea gândirii flexibile, independente, productive, a imaginaţiei

creatoare şi a inteligenţei elevilor;

Asigură motivaţia intrinsecă a învăţării, fiind pri ea însăşi o sursă de motivaţie;

Ţinând cont de aceste avantaje ale problematizării în procesul de predare – învăţare

propun câteva exemple de întrebări –problemă:

1. Ereditatea şi mediul interacţionează complex şi în proporţii diferite la re-

alizarea caracterelor normale şi anormale. Astfel în realiyarea taliei, ponderea eredităţii este

apreciată la cca 67% iar restul se datorează mediului (alimentaţie, soare, mişcare). Pigmeii

Mbuti au o talie medie de 144cm., iar locuitorii din Nuiersudan, care trăiescîn aceleaşi

condiţii geografice au o talie medie de 184cm. În acest sens ce putem spune despre gemenii

monozigoţi crescuţi în medii diferite?

Răspuns: Ating înălţimi diferite

2. Gemenii monozigoţi au o ereditate identică deoarece provin dintr-un singur

zigot. Totuşi, ei nu sunt perfect identici deoarece se pot naşte cu greutăşi diferite, pot avea

caractere morfologice asemănătoare, dar neidentice. Crescuţi în medii ecologice şi sociale

diferite pot prezenta difernţe mari somatic, psihice şi comportamentale. Ce se poate spune în

acest sens

Răspuns: manifestarea unor caractere prin ereditate păote fi influenţată de mediul ecologic şi

social

4.6. Metode de evaluare

Calitatea fundamental a unei metode de învăţamânt este eficienţa ei.Se justifică acea

metodăprin care propria aplicare favorizează obţinerea unor rezultatesuperioare, care produce

90


maximum de modificări comportamentale în condiţii minime de perfecţiune şi calitatea în-

văţării.

Procedeele de evaluare trebuie integrate în mod natural în metoda predare – învăţare.

Cunoaşterea imediată a reyultatelor obţinute şi justa lor aplicare au o dublă semnificaăie sub

raportul perfecţionării metodologiei: una de corecîie şi alta orientativă. Cu cât profesorul dis-

pune de posibilităţi mai bune de informare continuă, la timpul şi locul potrivit, asupra reacţi-

ilor elevilorcu care lucrează, cu atât mai mult această conexiune inversăîi va permite sa-şi dee

seama de eficienţa sau ineficienţa metodelor la care s-a recurs.

Atât în lecţiile de biologie cât şi în alte tipuri de lecţii, evaluarea are trei funcţiiŞ

funcţia diagnostic prin depistarea lacunelor şi greşelilor elevului, evaluatorul îşi ameliorează

tehnicile şi modul de predare; funcţia prognostică care permite interpretarea rezultatelor şi lu-

area de decizii privind evoluţia ulterioară a elevilor şi funcţia de selecţie care intervine atunci

când se doreşte ierarhizarea elevilor.

Figura 3 .Tipurile de evaluare

Tipurile de evaluare (predictivă sau iniţială, formativă sau continuă şi finală sau

sumativă) se fac cu ajutorul instrumentelor de evaluare.

Proba reprezintă orice instrument de evaluare proiectat, administrat şi corectat de

către professor, iar itemii sunt elemente component ale unei probe

Clasificarea instrumentelor de evaluare este redată în figura 4

91

TIPURI DE

EVALUARE

PREDICTIVĂ(INIŢIALĂ)

FORMATIVĂ(CONTINUĂ)

SUMATIVĂ(FINALĂ)


Figura nr. 4

Tipuri de itemi

Itemii sunt componente ale unui test pedagogic reprezentând modalităţi de evaluare

ce permit o permanent structurare şi restructurare a conţinutului informaţional al disciplinelor

în funcţie de gradul de înţelegere şi receptare al elevilor, de interesele lor teoretice, cultural,

educative, de parcursul individual al fiecărui elev sau grup de elevi, de vârstă , de preocupări,

de necesitatea clarificării şi esenţializării conţinutului curricular.

Itemi obiectivi – caracteristici

Testează un număr şi o varietate mare de elemente de conţinut, dar, de cele mai multe

ori, capacităţi cognitive de nivel inferior;

Fidelitate şi validitate ridicate;

Obiectivitate ţi aplicabilitate ridicate;

Scheme de notare foarte simle;

92

INSTRUMENTE

DE

EVALUARE

TRADIŢIONALE

ALTERNATIVE(MODERNE)

Probe scriseProbe oraleProbe practice

Observarea sistematică a elevilorInvestigaţia

ProiectulPortofoliulTema pentru acasăTema de lucru în

clasăAutoevaluarea


Timp scurt de răspuns şi de corectare;

Posibilitatea utilizării unui număr mare de itemi intr-un test.

Dezavantaje

Elaborarea de distractori plauzibili şi paralelei este dificilă;

Raţionamentul prin care elevul ajunge la răspuns nu poate fi evidenţiat;

Posibilitatea ghicirii răaspunsurilor;

Familiarizarea elevilor cu această tehnică şi deci obişnuirea cu un anumit tip de în-

văţare;

Necesitatea explicaţiilor la început.

Clasificarea itemilor obiectivi

Itemi semiobiectivi – caracteristici

Răspuns limitat ca spaţiu, formă, conţinut prin structura enunţului/întrebării;

Sarcina foarte bine structurată;

Utilizează material auxiliare;

Elevii trebuie să producă efectiv răspunsul;

Libertate restrânsă de a organiza informaţia şi de a formula răspunsul în forma dorită;

Elevii trebuie să demonstreze, pe lângă cunoştinţe, şi abilitatea de a structura cel mai

correct şi mai scurt răspuns;

Uşurinţă şi obiectivitate în notare.

Dezavantaje

Nu verifică realizarea unor capacităţi şi competenţe cu caracter foarte complex.

93

ITEMI

OBIECTIVI

Itemi cu alegere duală

Itemi de tip pereche

Itemi cuAlegere multiplă


Clasificarea itemilor semiobiectivi

Itemi subiectivi – caracteristici

Forma tradiţională de evaluare în România;

Uşor de construit;

Solicit răspunsuri deschise;

Evaluează procesele cognitive la nivel înalt;verifică obiectivele care vizează creativi-

tatea, originalitatea;

Dezavantaje:

Fidelitateşi validitate scăzută;

Necesită scheme de notare complexe şi greu de alcătuit;

Corectarea durează mult.

Clasificarea itemilor subiectivi

94

ITEMI

SEMIOBIECTIVI

Itemi cu răspuns scurt

Itemi de completare

Intrebari structurate

ITEMI

SUBIECTIVI

Rezolvarea de probleme (situaţii

problemă)

Itemi de tip eseu

Eseu structurat/semistruct

urat

Eseu liber (nestructurat)


Clasificarea metodelor de evaluare

METODE ŞI INSTRUMENTE DE EVALUARE TRADIŢIONALE

1. Probe orale

1. Observarea şi aprecierea verbal (să fie obiectivă, detaşată de prejudecăţi de

simpatie/amtipatie, să evidenţieze aspectele positive, tendinţe de progres.

2. Chestionarea orală curentă sau finală realizată individual sau frontal

puncte forte

flexibilitatea modului de evaluare;

posibilitatea de a corecta imediat eventualele erori;

puncte slabe

validitate şi fidelitate reduse

consum mare de timp

stres.

Recomandări:

95

METODE DE EVALUARE

METODE TRADIŢIONALE

METODE ALTERNATIVE (MODERNE)

-probe scrise-probe orale-probe practice

-observarea sistematică-investigaţia-proiectul-portofoliul-tema pentru acasă-tema de lucru în clasă


Sunt preferate atunci când se evaluează capacităţi şi abilităţi ce nu pot fi surprinse prin in-

termediul probelor scrise (de exemplu, capacitatea de comunicare verbală).

De aceea, nota trebuie să reflecte obligatoriu şi capacităţile/ abilităţile specifice comu-

nicării orale (competenţă comunicaţională, utilizare corectă şi adecvată a limbii

române,fluenţă, personalizare a discursului).

2. Probe scrise

1. Lucrări scrise

2. Testele docimologice

puncte forte

economie de timp;

obiectivitate şi fidelitate sporite;

posibilitatea elevilor de a-şi elabora răspunsul – este adevărat, între anumite limite,

stabilite dinainte – în ritmul propriu;

diminuarea stresului;

puncte slabe

relativă întârziere în timp între momentul când se constată anumite

greşeli sau lacune şi momentul când se încearcă remedierea acestora;

costuri materiale relativ mari.

Recomandări:

Sunt adecvate în situaţia când se doreşte măsurarea cu acurateţe a nivelului perfor-

manţelor unui grup-ţintă (teste formative, sumative, examene naţionale etc.).

3. Probe practice

puncte forte

dezvoltă unele competenţe generale importante (analiză, sinteză,evaluare), cât şi

specifice (aplicative);

favorizează legătura dintre teorie şi practică.

puncte slabe

costuri materiale ridicate;

consum mare de timp.

Recomandari:

96


Având în vedere caracterul lor predominant formativ, probele practice sunt adecvate în

situaţia în care se doreşte familiarizarea elevilor cu observarea şi înregistrarea datelor,

cu realizarea diverselor investigaţii, cu interpretarea rezultatelor precum şi cu utilizarea

aparatelor şi a diverselor materiale.

METODE ŞI INSTRUMENTE DE EVALUARE ALTERNATIVE

Observarea independentă

- Poate fi făcută pentru a evalua performanţele elevilor dar mai ales pentru a evalua

comportamente afectiv – atitudinale;

Caracteristicile care pot fi evaluate sunt:

Concepte şi capacităţi:

- organizarea şi interpretarea datelor;

- selectarea şi organizarea corespunzătoare a instrumentelor de lucru;

- descrierea şi generalizarea unor procedee, tehnici, relaţii;

- utilizarea materialelor auxiliare pentru a demonstra ceva;

- identificarea relaţiilor;

- utilizarea calculatorului în situaţii corespunzătoare.

Atitudinea elevilor faţă de sarcina dată:

- concentrarea asupra sarcinii de rezolvat;

- implicarea activă în rezolvarea sarcinii;

- punerea unor întrebări pertinente profesorului;

- completarea/îndeplinirea sarcinii;

- revizuirea metodelor utilizate şi a rezultatelor.

Comunicarea: - discutarea sarcinii cu profesorul în vederea înţelegerii acesteia.

Profesorul are următoarele modalităţi de înregistrare a informaţiilor:

fişa de evaluare

scara de clasificare

97


SCARA DE CLASIFICARE

Fişă de autoevaluare Slab Mediu Bun F. bun Excelent

Performanţe şcolare

Motivaţie şi interes con-

stant manifestat prin re-

alizarea diferitelor pro-

duse de activităţi

Spirit de iniţiativă

Spirit de cooperare în re-

alizarea unor produse în

cadrul activităţii de grup

Asumarea responsabil-

ităţii în realizarea

sarcinilor de lucru

Participarea la discuţii în

cadrul activităţii pe

grupuri de lucru

Disciplina de lucru

Progresul realizat

Comportamentul general

lista de control sau verificare –utilizată de obicei la biologie după o activitate

de investigaţie – experimentare.

Investigaţia

Presupune parcurgerea cel puţin a următorilor paşi:

- enunţarea sarcinii de lucru (de către profesor);

- identificarea modalităţilor prin care se pot obţine datele/ informaţiile necesare (de

către elev, dar şi cu îndrumarea profesorului);

- strângerea datelor/ informaţiilor (de către elev);

98


- stabilirea strategiei de utilizare a datelor/ informaţiilor (de către elev, cu îndrumarea

profesorului);

- scrierea unui raport privind rezultatele investigaţiei (de către elev).

puncte forte

stimulează creativitatea şi iniţiativa;

dezvoltă capacitatea de argumentare şi gândirea logică.

puncte slabe

consumă mult timp;

presupune o evaluare holistică, aşadar mai puţin obiectivă.

Recomandări:

Este utilă în situaţia când se doreşte atât urmărirea procesului şi realizarea produsu-

lui, cât şi atitudinea elevului implicat în aceste activităţi.

Referatul

În practică sunt utilizate cu precădere doua tipuri principale de referate:

1. Referate bazate pe informare – documentare bibliografică

Utilizare:

Cercuri;

Sesiuni de comunicări;

Teme de sinteză.

2. Referate bazate pe descrierea unor activităţi desfăşurate în clasă şi pe analiza

datelor obţinute în urma acestei activităţi.

Acest tip se recomandă a se utilize cu precădere la biologie.

Avantaje:

Instrument de evaluare cu pronunţat character formative şi creative;

Permite abordarea unor domenii no ice reprezintă extinderi ale conţinutului trunchiului

comun;

Evaluarea are character stric individualizat şi sumativ;

Relevă motivaţia intrinsecă de învăţare (documentare) şi gradul de implicare individ-

ual a unor elevi;

Permite conexiuni intra-, inter- şi transcurriculare, având caracter integrator.

99


În evaluarea unui referat se urmăresc:

Structura Referate bazate pe descrierea unor ac-tivităţi desfăşurate în clasă şi pe analiza

datelor obţinute în clasă şi pe analiza datelor obţinute în urma acestei activ-

ităţi (experiment)

Referate bazate pe informare – documentare bibliografică

Introducere Argumentul, cu justificarea ipotezei sau a unei întrebări legate de temă

Argumentul, cu justificarea ipotezei

sau a unei întrebări legate de temă

Material Material utilizate menţionate după o anu-mită procedură (material – scop)

Consideraţii generale asupra temei abordate

Procedura Prezentarea metodelor de laborator în or-dinea în care au fost utilizate

Analiza în detaliu a fiecărei surse de documentare

Observaţiile Descrierea observaţiilor Comentariu comparative al surselor de documentare

Rezultatele Prezentarea rezultatelor cu selectarea a ceea ce este deosebit

Prezentarea rezultatelor cu se-lectarea a ceea ce este deosebit

Comentarea

Rezultatelor

Realizarea de desene, grafice, diagrame, tabele, casete video etc. şi explicarea rezultatelor

Interpretarea personal a rezultatelor selectate

Concluzii Rezumarea celor constatate într-o con-cluzie exprimată succint şi raportată la ipoteza (întrebarea) iniţială

Rezumarea celor constatate într-o concluzie exprimată succint şi ra-portată la ipoteza (întrebarea) in-iţială

Bibliografie Oportunitatea surselor bibliografice Oportunitatea surselor bibliografice

Modul de

prezentare

-aspect-continuitate-mod de prezentare

-aspect-continuitate-mod de prezentare

Proiectul

Este adecvat mai cu seamă pentru munca în echipă. Realizarea sa presupunepar-

curgerea cel puţin a următorilor paşi:

enunţarea sarcinii de lucru;

repartizarea responsabilităţilor în cadrul grupului;

colectarea datelor/ a materialelor;

prelucrarea şi organizarea datelor/ a materialelor;

realizarea produsului;

prezentarea.

100


puncte forte

stimulează creativitatea şi iniţiativa;

evidenţiază o multitudine de abilităţi ale elevilor;

dezvoltă creativitatea, precum şi capacitatea de argumentare şi de gândirea logică

puncte slabe

consumă mult timp;

nu permite ierarhizarea produselor.

Criteria de evaluare:

- pentru produsul final :

validitate

elaborare şi structurare

calitatea materialului utilizat

creativitate

- pentru proces :

raportare la tema proiectului

documentare

creativitate

calitatea rezultatelor (valorificare în practică, aplicabilitate, posibile

conexiuni etc.)

Recomandări;

Este util pentru evaluarea unor capacităţi de nivel superior precum aplicarea, analiza,

sinteza şi evaluarea (emiterea unei judecăţi privind valoarea unui material şi/ sau a unei

metode).

Portofoliul

101


- Reprezintă “cartea de vizită” a elevului, prin care profesorul poate să-i urmărească

progresul – în plan cognitiv, atitudinal şi comportamental – la o anumită disciplină,

de-a lungul unui interval mai lung de timp (un semestru sau un an şcolar).

- Reprezintă un pact între elev şi profesorul care trebuie să-l ajute pe elev să

seautoevalueze.

- Profesorul discută cu elevul despre ce trebuie să ştie şi ce trebuie să facă acesta de-a

lungul procesului de învăţare.

- La începutul demersului educativ se realizează un diagnostic asupra necesităţilor

elevului de învăţare pentru a stabili obiectivele şi criteriile de evaluare.

- Diagnosticul este făcut de profesor şi este discutat cu elevul implicat în evaluare.

- Portofoliul se compune în mod normal din materiale obligatorii şi opţionale, selectate

de elev şi/sau de profesor şi care fac referire la diverse obiective şi strategii cognitive.

- Portofoliul cuprinde “o selecţie dintre cele mai bune lucrări sau realizări personale ale

elevului, cele care îl reprezintă şi care pun în evidenţă progresele sale; care permit

aprecierea aptitudinilor, talentelor, pasiunilor, contribuţiilor personale.

- Alcătuirea portofoliului este o ocazie unică pentru elev de a se autoevalua, de a-şi

descoperi valoarea competenţelor şi eventualele greşeli.

- În alţi termeni, portofoliul este un instrument care îmbină învăţarea cu evaluarea

continuă, progresivă şi multilaterală a procesului de activitate şi a produsului final.

- Acesta sporeşte motivaţia învăţării.

Proiectarea portofoliului la nivelul unui obiect de studiu:

- Definirea temei

- Selectarea obiectivelor / competenţelor şi conţinuturilor esenţiale

- Stabilirea tipurilor de piese care vor fi incluse în portofoliu

- Stabilirea perioadei de construire a portofoliului

- Stabilirea criteriilor de evaluare a portofoliului

Cum evaluăm portofoliu?

- În condiţiile absenţei unui protofoliu standardizat la nivel naţional, fiecare profesor va

construi propriile criterii, le va prezenta elevilor şi le va folosi în mod obiectiv pentru

toţi cei implicaţi.

- Elementele ce trebuie luate în calcul sunt:

- competenţele ce urmează să fie demonstrate;

- varietatea registrului situaţiilor în care este cerută demonstrarea fiecărei competenţe;

102


- tipurile de elemente care vor conta ca evidenţe ale demonstrării.

Matricea de evaluare a portofoliului – ne permite să construi elementele cele mai

potrivite pentru evaluarea capacităţilor vizate cu caracter reglator a întregii activităţi.

Este de preferat ca pentru fiecare competenţă să existe un istrument de evaluare.

Ce conţine un portofoliu?

103

Portofoliul

conţinutul focalizat pe concepte şi

capacităţi esenţiale

Selecţii din însemnări care

exemplifică reflecţii, originalitate, culoare,...

Produse elaborate,

variate tipuri

Produse care arată procesul de dezvoltare

început, planificări, revizuiri

Produse care indică interesele, stilul

elevului şi folosirea unei varietăţi de

inteligenţe

Criterii pe baza cărora munca va fi evaluată


lista conţinutului acestuia, (sumarul, care include titlul fiecărei lucrări/fişe,etc. si

numărul paginii la care se găseşte);

argumentaţia care explică ce lucrări sunt incluse în portofoliu, de ce este importantă

fiecare şi cum se articulează între ele într-o viziune de ansamblu a elevului/grupului cu

privire la subiectul respectiv;

lucrările pe care le face elevul individual sau în grup;

rezumate;

eseuri;

articole, referate, comunicări;

fişe individuale de studiu;

proiecte şi experimente;

temele de zi de zi ;

probleme rezolvate;

rapoarte scrise – de realizare a proiectelor

teste şi lucrări semestriale;

chestionare de atitudini;

înregistrări, fotografii care reflectă activitatea desfăşurată de elev individual sau îm-

preună cu colegii săi;

observaţii pe baza unor ghiduri de observaţii;

reflecţiile proprii ale elevului asupra a ceea ce lucrează;

autoevaluări scrise de elev sau de membrii grupului;

interviuri de evaluare;

alte materiale, hărţi cognitive, contribuţii la activitate care reflectă participarea

elevului/ grupului la derularea şi soluţionarea temei date;

viitoare obiective pornind de la realizările curente ale elevului/grupului, pe baza

intereselor şi a progreselor înregistrate;

comentarii suplimentare şi evaluări ale profesorului, ale altor grupuri de învăţare şi/sau

ale altor părţi interesate, de exemplu părinţii;

Recomandări :

104


- este util pentru învăţare şi nu pentru simpla colectare a datelor. El nu trebuie să capete

doar caracterul de ,,vitrină” frumos aranjată, ci să permită strângerea unor informaţii despre

activitatea elevului într-o anumită perioadă de timp (semestru, an şcolar)

- trebuie să ofere o imagine a dezvoltării unor deprinderi, capacităţi în funcţie de

competenţele de învăţare propuse. De aceea, este bine să fie centrat pe o temă anume (porto-

foliu tematic).

- astfel vom afla nu numai preferinţele, ci şi motivele pentru care, în anumite situaţii,

randamentul unora a fost nesatisfăcător.

Autoevaluarea

Presupune:

prezentarea sarcinii de lucru, a obiectivelor curriculare etc. pe care trebuie să le atingă

elevii;

încurajarea evaluării în cadrul grupului/ clasei;

completarea unui chestionar la terminarea unei sarcini de lucru importante;

puncte forte:

încurajează elevul să-şi pună întrebări în legătură cu modul în care a rezolvat o

sarcină de lucru;

stimulează elevul să-şi conştientizeze progresele şi achiziţiile făcute.

puncte slabe:

este dependent de sinceritatea elevului;

consumă timp pentru colectarea şi interpretarea datelor.

Recomandări:

Metoda are efect numai dacă este folosită în mod constant. Este important însă ca

elevul să nu o perceapă ca pe o imixtiune în intimitatea sa, ci ca pe o metodă utilă de auto-

cunoaştere.

De aceea, trebuie să-i fie anunţate de la început obiectivele curriculare şi de evaluare

vizate.

Chestionarele este bine să fie incluse în portofoliul elevului, iar datele obţinute să fie

comparate cu propriile noastre informaţii despre el. De asemenea, periodic putem să le

prezentăm părinţilor.

105


Evaluarea satisfactiei elevului cu privire la disciplina biologie se poate face cu aju-

torul unui chestionar.

Acesta va trebui să comporte intrebări redundant (surplus de informaţie menit să

asigure exactitatea transmiterii unui mesaj), pentru a verifica nivelul de seriozitate cu care un

elev completează chestionarul.

MATRICEA DE EVALUARE

Un singur instrument de evaluare nu poate măsura totul. De aceea este necesar să se

proiecteze evaluarea avându-se în vedere varietatea instrumentelor de evaluare ce pot fi uti-

lizate, astfel încât prin evaluarea realizată pe întreg parcursul anului (formativă +sumativă) să

se acopere toate obiectivele sau cât mai multe obiective din program. Proiectarea eficientă a

evaluării pe competenţe se poate realize prin întocmirea unei matrici de evaluare centrată pe

capacităţi/competenţe. În mod similar, pentru disciplinele la care însuşirea/cunoaşterea unor

elemente de conţinut este esenţială, se pot construe matrice de evaluare pe conţinuturi şi

domenii de conţinut.

Pornind de la matricea de evaluare se pot construe apoi instrumentele cele mai

potrivite pentru evaluarea capacităţilor sau conţinuturilor prevăzute de programă.

Unitatea de învăţare:…………………….

Nr. ore:……………………………..

Instrumente de evalu-are

obiective ale învăţării

Proba scrisă

Proba orală

Proba practică (proiect)

Tema de lucru în clasă

Tema pentru acasă

Observarea sistematică a elevilor

referat Etc.

1…

2…

3…

4…

106


4.7. Modele de proiectare a activităţii didactice la biologie

Programa şcolară reprezintă elementul central în realizarea roiectării didactice. Nu

este table de materii a manualului şi nici un element de îngrădire pentru profesor.

Proiectarea activităţii didactice presupune:

- lectura programei

- planificarea calendaristică

- proiectarea secvenţială a unităţilor de învăţare

Lectura programei

Programa se citeşte “pe orizontală” , în succesiunea de mai jos:

competenţe competenţe activităţi de conţinuturi

generale specifice învăţare

Fiecărei competenţe generale îi sunt associate două sau mai multe competenţe spe-

cific. Pentru realizarea competenţelor, profesorul poate organiza diferita tipuri de activităţi de

învăţare. Unele dintre ele sunt recomandate de programa şcolară iar altele pot fi propuse de

profesor.. Realizarea competenţelor se realizează cu ajutorul unităţilor de conţinut.. Profesorul

va selecta din lista cu “conţinuturile învăţării” acele unităţi de conţinut care mijlocesc re-

alizarea competenţelor.

4.7.1. Model de proiectare calendaristică

Planificarea calendaristică se transform dintr-un document administrativ – formal

care repetă modul de gestionare a timpului propus de programa analitică , intr+un instrument

de interpretare personal a programei, care asigură un demers didactic concordant cu situaţia

concretă din clasă.

În elaborarea planificărilor, se consider necesară următoarea etapizare:

1. citirea atentă a programei;

2. stabilirea succesiunii de parcurgere a conţinuturilo;

3. corelarea fiecărui conţinut în parte cu competenţele specific:

107


4. verificarea concordanţei dintre traseul educaţional propus de către profesor şi

oferta de resurse didactice de care poate dispune (manual, ghiduri, caiete, etc.)

5. alocarea timpului considerat necesar pentru fiecare conţinut, în concordanţă cu

competenţele viyate

vezi – Anexa nr. 1

4.7.2. Model de proiectare pentru unităţile de învăţare

O unitate de învăţare poate să acopere una sau mai multe ore de curs. Alocarea tim-

pului afectat unei unităţi de învăţare se face prin planificarea anuală

O unitate de învăţare este:

- coerentă din punct de vedere al obiectivelor vizate;

- unitară din punct de vedere thematic;

- desfăşurată în mod continuu pe o perioadă de timp;

- finalizată pri evaluare.

Realizarea unei unităţi de învăţare impune un demers didactic proiectat de fiecare profesor în parte.

Vezi Anexa nr. 2

108


Capitolul V

CONCLUZII

Învăţarea biologiei poate fi provocatoare, vie şi colorată.

Într-o societate preocupată de eficienţă şi ierarhizări, lecţia de biologie, bogată în

sunete şi culoare, unde ideile pot apărea nestingherite, imaginaţia este binevenită, plastelina

devine excelent material didactic, devine o “oază” de siguranţă.

Din acest punct de vedere, în cadrul procesului de predare – învăţare a biologiei,

metodologia didactică aplicată se cere să fie stabilă şi uşor schimbătoare, în dependebţă cu

mişcările ce au loc pe plan educative şi social, în funcţie de scopurile educaţiei, conţinuturile

educaţiei, cererile noi a elevilor şi comunităţii.

Pentru a realiza un învăţământ util, plăcut şi performant pentru elevi, care să permită

exprimarea punctelor de vedere proprii, realizarea schimburilor de idei cu ceilalţi, cooperarea

în rezolvarea problemelor, trebuie să ţinem cont de următoarele aspect:

- lansarea în practică a metodelor şi procedeelor noi, care să resolve cazuri noi de în-

văţare;

- dezvoltarea metodologiei, prin schimbarea unor metode şi procedee, din alte direcţii

problematice, dar care pot soluţiona unele cerinţe;

- utilizarea mai largă a unor metodologii şi procedee, cu aspect active şi participative;

- lărgirea folosirii unor combinaţii de procedee, prin eliminarea unor caracteristici, dar

nu prin dominanţă metodologică;

- lipsirea de o metodă dominant, în favoarea unei metodologii flexibile şi variate, care

să fie un ajutor necesităţilor elevilor, să se modifice în dependenţă de noile cerinţe ale

educaţiei;

- instrumentalizarea corectă a metodologiei prin utilizarea unor tehnici de învăţare core-

spunzătoare, care au un aport în dezvoltarea metodelor de predare – învăţare;

- lărgirea utilizării unei metode, care cere component relaţionale ale procesului educa-

tive, cum ar fi, comunicarea dintre profesor – elev, elev – elev;

- fixarea drepturilor elevilor de învăţare prin participarea vizavi faţă de alţi elevi;

109


- sublinierea tendinţei de predare – învăţare a metodei didactice;

- lărgirea metodelor de căutare şi identificare ale cunoştinţelor;

- cultivarea metodelor de autoinstruire, autoeducare, autoevaluare continuă;

- promovarea unor metode care au scop direct de a ajuta elevii;

- adecvarea metodelor la mediul ambient.

“Planul expresiv al dezvoltării gândirii copiilor, caracterizat prin spontaneitate şi lib-

ertate, are importanţă primordial, scrie E. Landau, deoarece el reprezintă primele manifestări

ale gândirii independente : fără experienţa acestora, dezvoltarea gândirii devine imposibilă şi

nu există piedică mai gravă în calea ei decât limitarea spontaneităţii şi a libertăţii”.

În virtutea unor criterii de eficienţă didactică păguboasă pentru copii şi printr-un for-

malism excesiv, ştiinţele predate în şcoală pot deturna acest process, transformând copii în

simpli beneficiary ai învăţării. Integrarea copiilor în mediul de învăţare şi conectarea lor per-

manent la lumea în care trăim sunt motivele principale pentru învăţare. În realitate, copilul

este cel care activează procesul, ştiinţele incluzându-l pe copil chiar în structural or. Dacă

pornim de la ce simte el, cunoaşte şi foloseşte.

110


Anul şcolar 2009-2010 Anexa nr. 1

PLANIFICARE CALENDARISTICĂ ANUALĂ BIOLOGIE

CLASA A - VIII - A (2ORE/SĂPTĂMÂNĂ)

NR. CRT.

SEM. NR. ORE COMPETENŢE SPECIFICE

CONŢINUTURINR DE ORE

SĂPT OBS

1.

I

TOTAL:

36 ORE

Predare-

învăţare

30 ore1.1, 1.2, 1.3, 1.4,

2.1, 2.2, 2.3

3.1, 3.2,

4.1, 4.2,

5.1, 5.2, 5.3, 5.4

I. ORGANIZAREA MATERIEI VII

*Niveluri de organizare a materiei vii: individ, popu-laţie, specie. Biotopul, biocenoza. Ecosistemul; clasificare gener-ală.

20 S1 – S10

II. FACTORI DETERMINANŢI ÎN RĂSPÂNDIREA ŞI ADAPTAREA LA MEDIU A ORGANISMELOR VII

Factori abiotici:- Interacţiunea biotop – biocenoză

- Bioritmuri circadiene şi sezoniere

Factori biotici:- Relaţiile interspecifice: competiţie, cooperare, ex-ploatare.

- Relaţiile intraspecifice

- Comunicarea şi viaţa socială la animale

16S11 – S18

Evaluare

4 ore

La dispoziţia profesorului

2 ore

111


NR. CRT. SEM.

NR. ORECOMPETENŢE

SPECIFICE

CONŢINUTURI NR DE ORE

SĂPT OBS

2.

II

TOTAL: 34 ORE

Predare-

învăţare

12

1.1, 1.2, 1.3, 1.4,

2.1, 2.2, 2.3

3.1, 3.2,

4.1, 4.2,

5.1, 5.2, 5.3, 5.4

III. RELAŢII TROFICE ÎN ECOSISTEME Reţele trofice:

- categorii trofice- lanţuri şi reţele trofice- niveluri şi piramide trofice în ecosisteme.

Circuitul materiei şi energiei – noţiuni generale

12 S1 – S 6

Evaluare4 ore

IV. ECHILIBRE ŞI DEZECHILIBRE ÎN ECOSISTEME

Deteriorarea mediului (poluare, supraexploatare, intro-ducerea de noi specii în ecosisteme, antropizarea). Protecţia şi conservarea mediului (dezvoltare durabilă, exploatarea raţională a resurselor naturale, colectarea se-lectivă a deşeurilor, parcuri şi rezervaţii naturale).

12 S7-S12

La dispoziţia profesorului

1 oră

V. EVOLUŢIONISM

Unitatea şi diversitatea lumii vii. Evoluţie şi dovezi ale evoluţiei (definiţia evoluţiei, exemple de dovezi directe şi indirecte). Factori ai evoluţiei (ereditatea, variabilitatea, suprapopulaţia, lupta pentru existenţă, selecţia). Specia ca unitate a evoluţiei.

10 S13-S17

112


Anul şcolar 2009-2010

PROIECTARE SEMESTRIALĂ BIOLOGIE cls. VIII (2 ore/săptămână)

Semestrul I

SEM Nr. crt. Unitatea de învăţare CS. Conţinuturi Nr. ore Săpt Obs.

I 1

Organizarea materiei vii

1.11.21.31.42.12.22.33.13.24.1

Evaluare iniţială.Introducere.

11

S1

1. Niveluri de organizare a materiei vii: indi-vid, populaţie, specie.

2. Biotopul.3. Biocenoza.

1 21

S2

S3

Ecosistemul:Clasificarea generală.Ecosisteme naturale terestre: păduri.Importanţa ecosistemelor de pădure.Ecosistemul unei pajişti.Ecosistemul unei peşteri.

Ecosisteme naturale acvaticeEcosistemul unei ape curgătoare.Ecosistemul fluviului Dunărea.Ecosistemul unei ape stătătoare.Marea Neagră.Ecosisteme antropizate.Recapitulare – evaluare.

1111111111211

S4

S5

S6

S7

S8

S9S10

113


SEM Nr. crt Unitate de învăţare Competenţe Conţinuturi Nr. ore Sapt Obs.

I

1.22.24.14.2

1. Factori abiotici- Interacţiunea biotope –biocenoză.- Bioritmuri circadiene şi sezoniere.

2. Factori biotici- Relaţiile interspecifice: competiţie, cooperare, ex-ploatare.- Relaţii intraspecifice.-Comunicarea şi viaţa socială la animale.Evaluare.

111111

S11

S12

S13

Factori determinanţi în răspândirea şi

adaptarea la mediu a or-ganismelor vii

1.1 1.3 2.1 2.2 2.3 4.1 5.1 5.2

Influenţa climei asupra vieţuitoarelor.Bioritmuri circadiene și sezoniere

Influenţa reciprocă -sol – vieţuitoare - apă – vieţuitoare.

Influenţa reciprocă temperatură vieţuitoare.Relaţii interspecifice la planteRelaţii interspecifice la animale.Relaţii intraspecifice la plante şi animale- comuni-care și viața socială la animale

11

111

S 14S 15S16

2.

3.

Relaţii trofice în ecosis-teme

1.1 2.2 4.14.2 5.1 5.2

5.3

1. Reţele trofice- Categorii trofice..Lanturi trofice

- Niveluri şi piramide trofice în ecosisteme.Evaluare.

21

S16, S17

4.Recapitulare semestrul I Recapitulare semestrul I

Evaluare.11

S18

114


Anul şcolar 2009-2010

PROIECTARE SEMESTRIALĂ BIOLOGIE cls. VIII (2 ore/săptămână)

Semestrul II

Sem Nr. crt Unitatea de învăţare CS Conţinuturi Nr. ore Săpt Obs.

II

1.

Relaţii trofice în ecosis-

teme

1.2

2. Circuitul materiei şi energiei

Circuitul materiei în ecosystem.Fluxul energiei în ecosistem.Recapitulare-evaluare.

211

S1S2

2.

Echilibre şi dezechilibre

în ecosisteme

1.32.12.22.33.13.24.14.25.35.4

1. Deteriorarea mediuluiPoluarea.Supraexploatare.Introducerea de noi specii în ecosistemeAntropizarea.

2. Protecţia şi conservarea mediului.Dezvoltarea durabilă.Exploatarea raţională a resurselor naturale.Lucrarea practică: sondaje de opinie la nivelul co-munităţii, cu privire la protecţia mediului încon-jurător.Colectarea selectivă a deşeurilor.Lucrarea practică: colectarea selectivă a deşeurilor.Parcuri şi rezervaţii naturale.Evaluare.

2221 111 11 11

S3S4S5S6

S6S7S8

S8S9

S9S10

115


Sem Nr. crt Unitate de învăţare C.S Continuturi Nr. ore Săpt. Obs.

II

3.

Evoluţionism 1.4 1. Unitatea şi diversitatea lumii vii. 2 S10 -11

2. Evoluţie şi dovezi ale evoluţiei.3. Factori ai evoluţiei.4. Specia ca unitate a evoluţiei.Recapitulare-evaluare.

3.24.14.25.25.35.4

3511

S11-12S13-15

S15S16

4.Recapitulare şi evaluare

– semestrul II Scheme recapitulative. Realizarea unor proiecte de

mediu.Teste de evaluare.

2 S16-17

S17

116


Anexa nr.2PROIECTAREA UNEI UNITĂŢI DE ÎNVĂŢARE

BIOLOGIECLASA: a- VIII-aUNITATEA DE ÎNVĂŢARE: EvoluţionismulCOMPETENŢE SPECIFICE:1.4 ,2.1 , 2.3 , 3.2 , 4.2 , 4.1 , 5.1 , 5.2 , 5.3 , 5.4 , NUMAR ORE: 10 ORE

DETALIERI DE CONŢINUT

COMPETENŢE SPECIFICE

ACTIVITĂŢI DE ÎNVĂŢARE DEMERS DIDACTIC/RESURSE

1.Unitatea si diversitatea lumii vii

C1.4,C2.1C2.3,C3.2C4.2,C5.1C5.2,C5.3C5.4,C4.1

-realizarea de predictii privind dinamica unui ecosistem-luarea de decizii si justificarea optiunii in privinta atitudinilor si actiunilor proprii legate de protectia mediului-intocmirea unui proiect ecologic-să analizeze relaţiile cauzale: structură- funcţie, organism – mediu,

Activitate individuala:-argumente care dovedesc unitatea structurala a lumii vii-proiect ecologic 2 ore

2.Evolutie si dovezi ale evolutiei Definiţia evoluţiei Dovezile directe Dovezi indirecte

C1.4,C3.2C4.2,C5.4C4.1

- să definească evoluţia-vor alcătui scheme ale evoluţiei lumii vii-identificarea şi utilizarea unor surse variate de informare, documentare: atlase, albume, enciclopedii, determinatoare, internet, reviste, etc

Activitate frontala:-dovezi ale evolutiei-referate 1 ora

117


-extragerea ,inserarea şi interpretarea informaţiei din internet, reviste, atlase, tabele, scheme, etc.-realizarea de predictii privind dinamica unui ecosistem-elaborarea si sustinerea unor referate

3.Factori ai evolutiei Ereditatea Variabilitatea Suprapopulatia Lupta pentru

existenţă selecţia

C1.4,C3.2C4.1,C4.2C5.1,C5.2C5.3,C5.4

-explicarea factorilor evolutiei- să stabilească rolul selecţiei naturale în evoluţie-să identifice importanţa variabilităţii şi mediului în evoluţie-vor explica evoluţia lumii vii ca efect al variaţiilor factorilor de mediu-imaginarea unor situaţii problemă şi rezolvarea lor-efectuarea de experienţe în scopul evidenţierii favtorilor care determină evoluţia-realizarea unor sondaje de opinie-elaborarea unor eseuri

Activitate frontala:-planse,scheme,manualActivitate individuala:-eseu 2 ore

4.Specia ca unitate a evolutiei

C1.4,C3.2C4.1,C4.2C5.4

-definirea speciei-explicarea caracteristicilor speciei-elaborarea şi susţinerea unor proiecte de grup

Activitate frontala:-sistemul de clasificare al speciilor,manual-observatia-invatarea prin descoperire 2 ora

5.Evaluare sumativa.

Evolutionism

C1.4,C2.1C2.3,C3.2C4.2,C5.1C5.2,C5.3C5.4,C4.1

-realizarea unor colaje,pliante,afise,postere,mesaje ecologice

Activitate in echipa

-fise

1ora

6.Evaluare finala C1.1;C1.2 C1.3,C1.4 C2.1,C2.2C2.3,C3.1C3.2,

2 ore

118


C4.1 C4.2,C5.1C5.2,C5.3C5.4

PROIECT DIDACTIC

PROPUNĂTOR: prof. Miclean MarianaUNITATEA SCOLARA: Scoala cu cls I- VIII Preluva -NouăDATA: 12.05.2010CLASA: a-VIII-aDISCIPLINA: BiologieSUBIECTUL: Factori ai evoluţieiTIPUL LECŢIEI:mixtaCompetenţele lecţiei:

La sfârşitul lecţiei elevii vor fi capabili:

c1- să definească evoluţiac2 – să prezinte elementele fundamentale ale teoriilor clasicec3 – să defineasca ereditatea si variabilitatea;c4- sa stabilească tipurile de variaţii;c5 –să stabilească rolul selecţiei natural în evoluţie;c6 –să identifice importanţa variabilităţii şi mediului în evoluţie

STRATEGIA DIDACTICĂ:

a) METODE ŞI PROCEDEE: conversaţia, expunerea, demonstraţia, problematizarea, , explicaţia, observaţia.

b) FORME DE ORGANIZARE: activitate frontală combinată cu activitate în grup şi individuală.

c) RESURSE: - capacităţile de învăţare ale elevilor;

119


- cunoştinţele însuşite anterior de către elevi cu privire la evoluţie şi la dovezile evoluţiei;

d) MIJLOACE DIDACTICE: planşe, fişă de lucru.

120


C.S

ETAPELE

LECŢIEI /

DURATA

CONŢINUTUL ŞTIINŢIFIC AL LECŢIEI

STRATEGIA DIDACTICĂ

EVALUAREMETODE ŞI PRO-CEDEE

MIJLOACE DIDACTICE

0 1 2 3 4 5

Organizarea

clasei

(1 min.)

Notarea absenţelor, stabilirea ordinii, asigurarea celor necesare lecţiei

Anunţarea subiectului ( 1 min.

Profesorul anunta subiectul:FACTORII EVOLUŢIEI

Reactualizareacunostintelor

(8 min. )

Verificarea cunostintelor privind evoluţia şi dovezile evoluţiei

Conversatia

Demonstratiaformativa

C1-

C6

Comunicarea de noi cunoşt-inţe

35 in

1. Generalităţi -organismele vii în decursul timpului se transform generând forme din ce în ce mai evaluate-evoluţia se bazează pe conceptual de transformareEvoluţia –succesiunea de evenimente irepetabile care generează noi structure biologice, noi forme de viaţă, noi speciiTeoria clasică a evoluţiei (Charles Darwin ) Speciile vechi se transform în specii noi sub acţiunea factorilor evoluţiei:

- Ereditatea caracterelor dobândite

Coversatia

Explicatia Planse

Fise de

lucru

formativă

121


- Variabilitatea – sub acţiunea direct a mediului- Suprapopulaţia – lupta pentru existenţă

Selecţia naturalEreditatea – transmiterea caracterelor de la o generaţie la alta – se transmit doar caracterele nedefinite: - utile NeutreVariabilitatea – Variatii nedefinite cu rol în

evoluţie (la musculiţele de oţet apar variaţii faţă de temperatură)

Variaţii definite – determinate de mediu – nu sunt ereditare ex Biston betulariaSuprapopulaţia – creşterea numeric a unei populaţii – lupta pentru supravieţuire – supravieţuirea celui mai aptSelecţia natural – în timp sunt promovate doar varietăţile utile diferite de cele ale părinţilor rezultând noi rase, soiuri, subspecii, speciiVariaţiile individuale ( mutaţii) pot fi :

- Dăunătoare – pot avea ca efect stingerea specie – la musculitele de oţet fără ochi sau cu aripi rudi-mentare

- Indiferente - nu prezintă un avantaj- Utile – coferă avantaj specie în raport cu condiţiile

de mediu

(5 min.)Prezentarea fişelor de lucru

Prezentarea testului de autoevaluare

demonstraţia

observaţia

Fisa de lucruTest deautoevalu

122


Fişă de lucru Lectia: “Factori ai evolutiei”

Scopul:cunoasterea transformarilor din cadrul populatiilor si speciilor care determina variabil-itatea

Material necesare:fructe fermentate, solutie de drojdie de bere, vase de cultura, lupe, eprubete

Mod de lucru:

-fructele fermentate imersate intr-o solutie de drojdie de bere. -mediul de cultura se toarna dupa fierbere si racier in vase de cultura intr-un strat gros de 1,5-2 cm-pe suprafata mediului se adauga putina drojdie de bere prospata care determina fermentarea zaharuluiObservatie experimental (dirijata de catre profesor prin intrebari la care trebuie sa raspunda elevii):

-care sunt reactiile care apar la temperaturi diferite?-care este alcatuirea corpului unui adult normal?-ce modificari ati observat ca s-au intamplat de-a lungul generatiilor?

Ciclul de viata. Se introduc in vasele cu mediu 5-6 perechi de musculite adulte. Femelele depun dupa cateva ore sute de oua care pot fi observate cu lupa. Din oua vor iesi larve care sufera doua naparliri. Viata pupei dureaza in medie 6 zile, dupa care eclozeaza adultii. Stadiile de dezvoltare dureaza in medie 15 zile la temperature de +20 grade C sau 10 zile la temperature +25 grade C.

Recunoasterea sexului. La larve, gonadele sunt dispuse in partea posterioara si lateral, testiculele fiind mult mai mari decat ovarele si de forma ovala. Ele pot fi observate cu lupa sau cu ochiul liber. Insectele adulte prezinta dimorfism sexual. Femelele au 7 segmente abdominal ultimul terminat cu o mica prelungire. Masculii au ultimele trei segmente sudate si negre. Tipul salbatic prezinta corp gri cu ultimele trei segmente ab-dominal mai inchise, aripi mari si ovale, ochi rotunzi, rosii-caramizii. Orice variatie a acestui fenotip caracterizeaza formele mutante.

Explicatie:se formuleaza de catre profesor- daca reprezinta un punct de sprijin- ori se for-muleaza complet de catre elev

123


Fisa de activitate experimentala

Lectia : “Factori ai evolutiei-Variabilitatea”Scopul: cunoasterea variatiilor din cadrul populatiilor care determina evolutiaMaterial necesare: preparate cu drosophile, lupe, coala de hartieMod de lucru:se lucrează pe grupe. Elevii dispun de preparate cu Drosophile le observă cu lupa şi completează tabelul de mai jos.Pentru comparaţie vor avea la dispoziţie şi planşe care ilustrează trăsăturile pentru tipul normal şi modificat. Copiati tabelul pe coala de hartie

Trasaturi Tipul normal Tipul modificat(mutant)

Dimensiunea

antenelor

Culoarea corpului

Dimensiunea

aripilor

Culoarea ochilor

Forma aripilor

124


BIBLIOGRAFIE

1. Barna, Adriana, Pop, Irina, Moldovan, A., (1998), Predarea biologiei în în-

văţământul gimnazial, Editura Didactică şi Pedagogică, Bucureşti.

2. Boldor, Ioana Anamaria, - Rolul fondului genetic parental în manifestarea carac-

terului Bar la Drosophila melanogaster, Lucrare de licenţă, Facultatea de Ştiinţe, Uni-

versitatea de Nord Baia Mare, 2004.

3. Gross, M., - Le double jeu d'une proteine, în “La Recherche”, nr. 321, pp.42-45,

1999.

4. Precup, O.I., - Interacţiuni genetice în manifestarea genei (microduplicaţiei) Bar de

la Drosophila melanogaster Meig. I. Modificarea manifestării duplicaţiei Bar în

urma mutaţiilor genice ale fondului genetic. Studia Univ. Babeş- Bolyai, ser.

Biol, XVI (1), 107-118, 1971.

5. Precup, O.I., - Efectele consangvinizării asupra funcţionării locusului Bar la

Drosophila melanogaster. Studia Univ. Babeş-Bolyai, Ser. Biologia, 2, 60-66 1978.

6. Precup, O.I., Farc, V., -- Interacţiuni în manifestarea genelor la Drosophila

melanogaster Meig. II. Studia Univ. Babeş-Bolyai, Ser. Biologia, 2, 115-128, 1972.

7. 6. Rieger, R., Michaelis, A., Green, M.M., - Glossary of Genetics and Cytogenet-

icsVeb Gustav Fischer Verlag, Jena, pp. 426-427, 1976.

8. Raicu, P., - Genetica. Editura Didactică şi Pedagogică, Bucureşti, p. 50, 1991.

9. Stoica, Marin, (2002), Pedagogie şi psihologie, Editura Gheorghe Alexandru,

Craiova;

10. Turcu, Filimon, Turcu, Aurelia, (1999), Fundamente ale psihologiei şcolare, Edi-

tura ALL, Bucureşti.

11. Ştefănescu, Gr., - Influenţa fondului genetic asupra expresiei fenotipice a genei Bar

de la Drosophila melanogaster. În lucrările Conferinţei ştiinţifico-metodice“ În-

văţământul Universitar din Moldova la 70 de ani”, Chişinău, 9-10 octombrie, pp. 74-

77, 2000.

12. Ştefănescu, Gr., - The influence of the parental genome on some pleiotropic ef-

fects of the vestigial gene in dihybridizations of Drosophila melanogaster.

125


In:Tomescu, N., Popa, V. (eds.) In memoriam “Proffessor Dr. Doc. Vasile Gh.Radu”,

corresponding member of Romanian Academy of Sciences, Cluj University Press,

179-184, 2002.

13. Ştefănescu, Gr., - Rolul fondului genetic parental în manifestarea caracterului Bar

la Drosophila melanogaster. Bul. Ştiinţific, Univ. de Nord Baia Mare, Seria B, vol.

XV, Chimie-Biologie, 177-192, 2003.

14. Ştefănescu, Gr., - Efectele pleiotropice ale genei vestigial în trihibridări la

Drosophila melanogaster. În Ardelean, A., Crăciun, C., (eds.) Analele Soci-

etăţii Naţionale de Biologie Celulară, vol. X, 359 – 367, ed. Risoprint, Cluj-Napoca,

2005.

15. Ştefănescu, Gr., - Principiile geneticii clasice . Editura Dacia, 2004.

16. *** (2002), Ghid metodologic de proiectare a activităţii didactice la Ştiinţe ale naturii,

M.E.N., Editura Aramis, Bucureşti

126


Declaraţie

Subsemnata Miclean Mariana fiica lui Ioan şi Maria , domiciliată în loc. Nistru nr. 138, absolventă a Universităţii de Nord Baia-Mare, Facultatea de Ştiinţe, Specializarea biologie-chimie declar pe proprie răspundere că datele prelucrate în lucrarea de grad I „Ilus-trarea legilor ereditǎţii in hibridǎri la Drosophila melanogaster şi utilizarea rezultatelor în ac-tivitatea didacticǎ” îmi aparţin în totalitate atît ca şi conţinut cât şi ca grafică şi toate sursele utilizate sunt menţionate în bibliografie.

09.08.2010

Miclean Mariana

127

mariana.doc

Documents