Учебно-методический комплекс общепрофессиональные дисциплины направления (федеральный компонент) Специальность

Федеральное государственное автономное образовательное

учреждение высшего образования

«Новосибирский национальный исследовательский

государственный университет»

Факультет естественных наук

Декан ФЕН НГУ, профессор

_____________ Резников В.А.

«____»______________ 2014 г.

Курс 1-й, 1-й семестр

(федеральный компонент)

Специальность

011600 — Биология

Форма обучения

Очная

Новосибирск

Учебно-методический комплекс предназначен для студентов I курса Факультета естественных наук, обучающихся по специальности 011600 «Биология». В его состав включены: программа курса лекций, перечень основных понятий предмета, структура курса, правила приема контрольных заданий, задания для самостоятельной работы, справочные материалы список литературы. Приведены примеры вариантов контрольных работ, образцы вопросов экзаменационных билетов.

В. В. Молодцов, ст. преп.

Л. Б. Пшеницына, к.б.н., доц.

Ж. И. Резникова, д.б.н., проф.

М. Г. Сергеев, д.б.н., проф.

© Новосибирский государственный

университет, 2014

Содержание
Аннотация рабочей программы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

1. Цели освоения дисциплины . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

2. Место дисциплины в структуре ООП специалитета .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

3. Структура и содержание дисциплины . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

Программа курса лекций . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

Программа семинаров . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13

4. Образовательные технологии . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

5. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

Примерные задания и вопросы для самостоятельной работы . . . . . . . . . 18

Примерный перечень вопросов для текущего контроля . . . . . . . . . . . . 18

Примеры задач по популяционной экологии . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

Справочные материалы по основным биомам суши . . . . . . . . . . . . . . . . 20

Справочные материалы по важнейшим датам в истории экологии . . . . . 35

Справочные материалы по ведущим экологам и натуралистам мира . . . .37

Среднее содержание химических элементов в земной коре и отдельных частях биосферы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

Основные этапы развития антропогенных экосистем . . . . . . . . . . . . . . 44

Методические разработки для семинаров . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51

Образцы вопросов, включенных в экзаменационные билеты . . . . . . . . . 77

6. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины . . . . . . 78

7. Материально-техническое обеспечение дисциплины . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80

Дисциплина «Экология» является общепрофессиональной дисциплиной направления 011600 "Биология" (федеральный компонент). Дисциплина реализуется на Факультете естественных наук Федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего образования «Новосибирский национальный исследовательский государственный университет» кафедрой общей биологии и экологии.

Содержание дисциплины охватывает круг вопросов, связанных с общими законами экологии, закономерностями организации, функционирования и обеспечения устойчивости экологических систем, а также с природоохранными аспектами.

Преподавание дисциплины предусматривает следующие формы организации учебного процесса: лекции, семинарские занятия, проверочные работы на семинарских занятиях, коллоквиум, 2 контрольные работы, самостоятельная работа студента.

Программой дисциплины предусмотрены следующие виды контроля: текущий контроль успеваемости в форме контрольной работы и коллоквиума. Формы рубежного контроля определяются решениями Ученого совета, действующими в течение текущего учебного года. Промежуточный контроль – экзамен.

Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетные единицы, 144 академических часа. Программой дисциплины предусмотрены 51 час лекционных и 34 часа семинарских занятий, а также 10 часов прохождения контрольных точек и 49 часов самостоятельной работы студентов.

УМК ”Экология" составлен в соответствии с требованиями действующих образовательных стандартов к обязательному минимуму содержания и уровню подготовки специалистов по направлению «Биология». На основе отдельных блоков УМК могут быть сформированы оригинальные курсы для решения конкретных задач подготовки специалистов того или иного направления.

УМК также может быть использован для обучения студентов, магистрантов и аспирантов и знакомит с основными аспектами экологии. Основной целью освоения включенных в состав УМК дисциплин является формирование у будущих исследователей современных интегрированных представлений об экологии. УМК также может быть использован в системе дополнительного профессионального образования.

Для достижения поставленной цели выделяются задачи курса:

— рассмотрение экологии как науки об экологических системах, выявление взаимосвязи экологии с другими науками;

— изучение структуры биосферы, пространственного строения и динамики экологических систем;

— выделение места особи в экосистеме, выявление взаимоотношения организма и среды;

— определение глобальных проблем окружающей среды и выделение экологических принципов рационального использования природных ресурсов и охраны природы;

— формирование представлений о роли экологии в современном мире, рассмотрение возможностей использования экозащитной техники и технологий.

— ознакомление с методами анализа и моделирования экологических процессов;

— формирование представлений об экологических принципах природопользования и охраны природы.
2. Место дисциплины в структуре ООП специалитета
Дисциплина «Экология» является общепрофессиональной дисциплиной направления 011600 Биология (федеральный компонент)Error: Reference source not found. Дисциплина реализуется на Факультете естественных наук НГУ кафедрой общей биологии и экологии.

Дисциплина «Экология» опирается на следующие дисциплины данной ООП:

• 
  Ботаника (низшие растения)
  
• 
  Введение в биологию.
  

Результаты освоения дисциплины «Экология» используются в следующих дисциплинах данной ООП:

• 
  Ботаника (высшие растения)
  
• 
  Зоология беспозвоночных
  
• 
  Зоология позвоночных
  
• 
  Энтомология
  
• 
  Полевая практика по ботанике
  
• 
  Полевая практика по зоологии беспозвоночных
  
• 
  Полевая практика по зоологии позвоночных
  
• 
  Генетика
  
• 
  Эволюционное учение.
  

По окончании изучения указанной дисциплины студент должен

— иметь представление:

о роли биологического многообразия как ведущего фактора устойчивости живых систем и биосферы в целом,

о фундаментальных принципах и уровнях организации экосистем, регуляторных механизмах, действующих на каждом уровне,

о механизмах взаимодействии организмов и экологических факторов,

— знать

сравнительные характеристики организации и функционирования естественных и нарушенных экосистем,

последствия антропогенных воздействий на биосферу, планировать мероприятия по ее охране,

— уметь

применять методы исследования и анализа природных экосистем, математические методы обработки результатов экологических исследований,

применять полученные экологические знания для трактовки и разработки природоохранных мероприятий и оценки возможных последствий для здоровья человека.

3. Структура и содержание дисциплины
3.1. Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетные единицы, 144 академических часа.

3.2. Структура дисциплины

1. Что такое экология? Как она родилась, развивалась, зачем она нужна? Экологические воззрения античности. Формирование экоцентристских взглядов в Индии и Китае. Экоцентризм и антропоцентризм, экофилия и экофобия в развитиии мировой цивилизации. Экологическая парадигма и современное общество. Экология: реальность и мифы. Экологические кризисы как кризисы антропоцентрического мышления. Энвайронментализм.

Экология как наука об экологических системах. Ее становление, биологические и географические основы, связи с другими естественными и социально-гуманитарными науками: биологией, химией, геологией, экономикой, историей.

Основные факторы, обусловливающие распределение жизни на Земле

2. Жизнь на Земле как эволюция биологических и экологических систем. Земля как физический объект. Солнечная система, орбита и характер вращения Земли. Биосфера на сложно вращающейся планете. Проявление взаимодействий с другими планетами, Луной, астероидами. Вековая, годовая и суточная циклика.

Основные энергетические потоки. Строение земной коры. Формирование рельефа. Движения коры: вертикальные и горизонтальные. Выветривание и формирование осадочных пород. Литосфера и биогеохимические провинции. Приток солнечного излучения и его перераспределение. Атмосфера и ее слои. Теплообеспеченность, атмосферное давление и влагооборот. Циклоническая и антициклоническая активность.

3. Гидросфера. Потоки водных течений. Апвеллинг. Глобальная система Эль-Ниньо – Южная осцилляция. Климаты Земли.

Географические системы (геосистемы) и экологические системы (экосистемы). Их смены в пространстве и времени, устройство и судьба, соподчиненность. Дифференциация географического пространства. Зональность, секторность, высотная поясность.

Живое вещество в биосфере. Представления Э. Зюсса и В.И. Вернадского. Биокосные тела. Биосфера как область существования живого вещества.

Химические элементы в биосфере. Закон Вернадского – Кларка. Миграция элементов, геохимические барьеры, концентрация и рассеяние. Интенсивность биологического поглощения. Средний элементарный состав живого вещества.

4. Круговорот вещества и энергии. Биологический (биотический) круговорот. Особенности круговоротов важнейших химических элементов, а также воды. Вековая, годовая и суточная циклика. Геохимические провинции.

5. Развитие представлений об экологических системах: от биоценоза К.А. Мёбиуса до трофико-динамической концепции Р.Л. Линдемана. Общность организации экологических систем. Особенности однородных и дополнительных (в том числе моно- и полицентрических) систем.

Особи и организмы (унитарные и модулярные) в экосистеме. Особь и окружающая среда. Экологические факторы. Толерантность, представление об оптимальности и пессимальности. Лимитирующие факторы и закон толерантности. Общая приспособленность.

6. Адаптации различного типа. Необходимость успешного размножения и сложные жизненные циклы. Миграции. Периоды покоя.

Экология популяций

Популяция как однородная система. Популяции и поселения. Связи и границы между популяциями. Радиус репродуктивной активности. Миграции и их роль в поддержании межпопуляционных связей. Генетическая и фенотипическая неоднородность популяции. Приспособительный характер изменчивости. Функциональная структура популяции. Стая, стадо и семья. Пространственная и временная неоднородность популяции. Субпопуляции. Территориальность. Поло-возрастная структура популяции и ее особенности у групп с разными типами жизненных циклов.

7. Динамика популяций и ее типы. Основные подходы к ее описанию. Демографические таблицы. Чистая скорость размножения. Кривые выживания. Модели Т.Р. Мальтуса и П.-Ф. Ферхюльста. Врождённая скорость роста и поддерживающая емкость среды. Экспоненциальный и логистический рост.

8. Механизмы регуляции динамики. Популяционные циклы. Синтетическая теория динамики численности (Ф. Швердтфегер и Г.А. Викторов).

Моделирование динамики популяций. Модель Дж. Дэвидсона и Г.Дж. Андреварты. Фазовые портреты динамики численности. Характерные точки и фазы. Принцип стабильности подвижных экологических систем.

Концепции жизненных стратегий Л.Г. Раменского – Дж.Ф. Грайма и Р.Х. Мак-Артура – Э.О. Уилсона. K- и r-стратеги.

9. Представления о метапопуляции и пространственной популяционной структуре вида. Вид как иерархическая система популяций. Правила предварения В.В. Алехина и зональной смены местообитаний Г.Я. Бей-Биенко. Характер расселения видов у границ ареалов. Оптимум ареала. Фенетика и ее возможности исследования пространственных популяционных структур.

Жизнеспособность популяции. Представление о минимально жизнеспособной популяции. Генетически эффективный размер популяции.

Экологические ниши: эволюция концептуальных представлений от Дж. Гринелла до Дж.Э. Хатчинсона. Потенциальная и реализованная ниша. Гильдия.

Жизненная форма. Основные типы жизненных форм растений, грибов и животных.