1 1 Цель и задачи изучения дисциплины Целью изучения дисциплины является формирование у студентов-экологов современных знаний в области биологического мониторинга, формирование представления и навыков проведения биоиндикации и биотестирования окружающей среды. Задачи дисциплины: - изучение места биологического мониторинга в системе экологического мониторинга; - изучение системы биоиндикационных методов наблюдения за состоянием атмосферного воздуха, воды, почвы; - изучение основ биотестирования. 2 Место дисциплины в структуре ООП Дисциплина «Биоиндикация и биотестирование загрязнений природной среды» является дисциплиной по выбору вариативной части профессионального цикла ООП. Преподавание курса связано с другими курсами государственного образовательного стандарта «Экология и природопользование» - «Основы природопользования», «Общая экология» и опирается на их содержание. Изучение данной дисциплины основано на обобщении и использовании теоретических знаний студентов, полученных ранее в курсах общей биологии, общей экологии, экологии организмов, экологического мониторинга, почвоведения, экологии водных систем, учебной практики и др. «Биоиндикация и биотестирование загрязнений природной среды» позволяет отработать практические умения и навыки в области биомониторинга. 3 Требования к результатам освоения дисциплины Изучение дисциплины направлено на формирование следующих предусмотренных ФГОС ВПО: Профессиональные компетенции (ПК): № компетенции Содержание компетенции компетенций, ПК-2 глубоким пониманием и творческим использованием в научной и производственно-технологической деятельности знания фундаментальных и прикладных разделов специальных дисциплин ОПП магистратуры ПК-7 умением диагностировать проблемы охраны природы, разрабатывать практические рекомендации по охране природы и обеспечению устойчивого развития ПК-14 умение оценивать воздействие морехозяйственной деятельности на морские экосистемы ПК-15 владеть методологией и методами проведения экологических исследований в системе берег-море В результате изучения дисциплины студент должен ЗНАТЬ: - теоретические основы биологического мониторинга окружающей среды; - основные понятия, связанные с оценкой состояния биоты, с использованием биотических характеристик для оценки и нормирования состояния среды, - иметь представление о принципах современного экологического нормирования техногенных воздействий на окружающую среду на основе биологических критериев, - перспективы развития и использования биологического мониторинга, 2 - основные методы проведения биологического мониторинга основных сред: атмосферного воздуха, воды, почв УМЕТЬ: - выбирать методы, объекты и точки отбора проб для корректного проведения биологического мониторинга - практически осуществлять оценку наземных, водных, почвенных экосистем на основе методов биоиндикации и биотестирования; - использовать результаты биомониторинга в научно-исследовательской работе. ВЛАДЕТЬ: - основными методами биоиндикации для оценки экологического состояния атмосферного воздуха, воды, почв; - методикой проведения биоиндикационных исследований Количество зачетных единиц Наименования разделов, тем Общее количество часов 4 Структура учебной дисциплины Очная форма Заочная форма Распределение часов по видам занятий Распределение часов по видам занятий Ауд. ЛК ЛР ПЗ ПЗ СР Ауд. ЛК ЛР СР (сем) (сем) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Раздел 1. Введение. Место биологического мониторинга в системе экологического мониторинга. История биомониторинга. Методологические подходы в биоиндикации. Оценка разнообразия в биомониторинге. Биотестирование. Биоиндикация качества воздушной среды. Биоиндикация качества водной среды. Биоиндикация качества почв Тема 1. Введение. Место биологического мониторинга в системе экологического 14 4 - 4 - 10 мониторинга. История биомониторинга. Тема 2. Биоиндикация окружающей среды. Методологические подходы в биоиндикации. 16 4 - 4 - 12 Оценка разнообразия в биомониторинге. Тема 3. Биотестирование окружающей среды 18 6 - 6 - 12 Тема 4. Биоиндикация качества воздушной среды. 20 8 - 8 - 12 Тема 5. Биоиндикация качества водной среды 16 6 - 6 - 10 Тема 6. Биоиндикация качества почв 20 8 - 8 - 12 Подготовка к сдаче зачета 4 - - - - 4 36 - 36 - 72 Всего часов в семестре Форма контроля 108 3 13 Зачет с оценкой 5 Содержание лекций Проведение лекционных занятий не предусмотрено учебным планом 3 6 № Темы лабораторных занятий Количество часов по формам обучения Наименование темы очная заочная Раздел 1. Введение. Место биологического мониторинга в системе экологического мониторинга. История биомониторинга. Методологические подходы в биоиндикации. Оценка разнообразия в биомониторинге. Биотестирование. Биоиндикация качества воздушной среды. Биоиндикация качества водной среды. Биоиндикация качества почв Оценка качества воздуха. Сосна в качестве тест-объекта в радио- и 1 4 общеэкологических исследованиях Оценка качества воды. Биологический контроль водоема методом 2 4 сапробности Оценка качества воды. Оценка трофических свойств водоема с 3 4 использованием высших растений 4 Характеристика качества почвы с помощью растений-индикаторов 4 - 5 Лихеноиндикация рекреационной нагрузки на пригородные биоценозы 4 - 6 - 6 - 4 - 36 - 6 7 8 Оценка качества среды методами биотестирования . Аберрации хромосом в клетках корневой меристемы растений под действием мутагенов Использование традесканции (клон 02) для оценки мутагенного и токсического действия факторов окружающей среды Биотестирование с использованием рыб Всего часов 7 Темы практических занятий Проведение практических занятий не предусмотрено учебным планом 8 Темы семинарских занятий Проведение семинарских занятий не предусмотрено учебным планом. 9 Содержание и объем самостоятельной работы студента Раздел Трудоемкость самостоятельной работы, час. очная заочная Литература Содержание работы Раздел 1. Введение. Место биологического мониторинга в системе экологического мониторинга. История биомониторинга. Методологические подходы в биоиндикации. Оценка разнообразия в биомониторинге. Биотестирование. Биоиндикация качества воздушной среды. Биоиндикация качества водной среды. Биоиндикация качества почв 68 - Основная: [13], доп.:.[4-6] Освоение учебного материала. Подготовка к лабораторным занятиям. Подготовка к сдаче зачета 4 - Основная: [13], доп.:[4-6] Повторение теоретического курса. Подготовка к сдаче зачета Всего часов 72 - 4 10 Индивидуальные задания Учебным планом не предусмотрены. 11 Методы обучения В процессе преподавания используются следующие образовательные технологии: - проведение лабораторных занятий; - консультации преподавателей; - самостоятельная работа студентов. Удельный вес занятий, проводимых в интерактивной форме, составляет 22 % от аудиторной нагрузки для очной формы обучения. Для достижения поставленных целей преподавания дисциплины реализуются следующие средства, способы и организационные мероприятия: самостоятельное изучение теоретического материала дисциплины с использованием методических разработок, специальной учебной и научной литературы. Лабораторные работы являются активной групповой формой занятий, на которых студенты овладевают навыками работы с конкретными заданиями, готовят самостоятельные отчеты по ряду тем. Это позволяет студентам развить навыки самостоятельной работы с научной и справочной литературой, картографическими материалами, приборами, получить опыт публичных выступлений, применить полученные теоретические знания при решении практических задач. Занятие может проходить в разных формах, обязательной для студента является предшествующая ему и последующая за ним, самостоятельная работа с литературой. При подготовке к лабораторным занятиям студент самостоятельно отвечает на контрольные вопросы, предлагаемые в каждой работе, специальную литературу и Интернет. Лабораторные работы оформляются в виде отдельного отчета или в виде презентации с использованием мультимедийной техники. Каждую из лабораторных работ студент защищает перед преподавателем. Студент должен знать все специальные термины, встречающиеся в работе, уметь объяснить законы, использованные при решении задач, проанализировать физический смысл полученных результатов. Самостоятельная работа студентов направлена на углубление и закрепление знаний, а также на развитие практических и интеллектуальных умений. Текущая СРС включает следующие виды работ: изучение теоретического материала к лабораторным занятиям; подготовка к зачету. Консультации включают помощь при самостоятельном освоении материала. 12 Методы контроля знаний и система присвоения баллов Текущий контроль знаний осуществляется как путем краткого опроса на лабораторных занятиях, защиты практических работ, так и в форме одной рубежной контрольной работы. Варианты проверочных контрольных вопросов и электронные (печатные) тесты приводятся в составе УМКД дисциплины «Биоиндикация и биотестирование загрязнений природной среды». Критерии оценки знаний студентов: при сдаче лабораторной работы – зачтено / не зачтено; при сдаче тестов - зачтено / не зачтено; при устном (или письменном) ответе по теории – зачтено / не зачтено. Итоговый контроль после завершения обучения студентами дисциплины «Биоиндикация и биотестирование загрязнений природной среды», защиты всех лабораторных работ проводится в виде зачета. Итоговый контроль преследует цель проверки знаний студента по всему изученному курсу. В процессе зачета проводится проверка достижения результатов, предусмотренных данной 5 рабочей программой. Итоговый контроль предусматривает письменные ответы на 3 вопроса теоретического курса. Оценивается по четырехбалльной системе – отлично, хорошо, удовлетворительно, неудовлетворительно. Список вопросов к зачету приведен в разделе 13. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов определено в разделе 14. 13 Перечень вопросов, выносимых на семестровый контроль Зачет с оценкой 1. Понятие о биоиндикации. Задачи, место в системе экологического мониторинга. Принципы применения. 2. Требования к биоиндикаторам и биотестам. Типы чувствительности тест-объектов. 3. Биоиндикация на разных уровнях организации живого. 4. Биоиндикация воздушной среды: объекты, методы. 5. Биоиндикация воздуха по фитоиндикационным признакам древесных растений. 6. Биоиндикация воздуха по состоянию лишайников. 7. Высшие растения и растительные сообщества как индикаторы экологических условий 8. Гидробиологический мониторинг. Биоиндикация водной среды: объекты, методы. 9. Биоиндикация водной среды: основные биотические индексы. 10. Понятие о сапробности. Система сапробности Сладечека. 11. Беспозвоночные в биоиндикации водной среды. 12. Водоросли в биоиндикации водной среды. 13. Микроорганизмы в биоиндикации водной среды. 14. Биоиндикация почв: объекты, методы. 15. Высшие растения-индикаторы почвенных условий. 16. Беспозвоночные как индикаторы почвенных условий. 17. Грибы – организмы-индикаторы. 18. Биотестирование: задачи, основные понятия, возможности применения. 19. Основные методы биотестирования. 20. Использование геоботанических описаний в мониторинге, методика описания луговых и лесных фитоценозов. 21. Морфологический подход в биоиндикации. 22. Генетический подход в биоиндикации. 23. Физиологический подход в биоиндикации. 24. Иммунологический подход в биоиндикации. 14 Учебно-методическое обеспечение Основная литература: 1. Биологический контроль окружающей среды: биоиндикация и биотестирование – М.: Издательский центр «Академия», 2007. – 288 с. 2. Горшкова О.М., Краснушкин А.В., Потапов А.А., Пращикина Е.М., Марголина И.Л., Корешкова Т.Н., Шкиль А.Н. Лабораторные методы изучения и контроля состояния окружающей среды: Учебное пособие/Под ред. А.П. Капицы, А.В. Краснушкина. М.: Географический факультет МГУ, 2008. - 180 с. 3. Туровцев В.Д. Биоиндикация. Учебное пособие. / В.Д. Туровцев, В.С. Краснов. - Тверь: ТвГУ, 2004. - 178с. 6 Дополнительная литература: 4. Дьяконов К Н. Современные методы географических исследований. / К.Н. Дьяконов, Н.С. Касимов, B.C. Тикунов. - М.: Просвещение, 1996. – 168 с. 5. Каплин В.Г. Биондикация состояния экосистем. Учеб. пособие для студентов биол. специальностей ун-тов и с.-х вузов / В.Г. Каплин. – Самара: Самарская ГСХА, 2001. - 143 с. 6. Паушева З.П. Практикум по цитологии растений. / З.П. Паушева. – М.: Агропромиздат, 1988. – 271 с. 15 Информационные ресурсы 1. Либрусек. Интернет-библиотека [электронный ресурс] // https://lib.rus.ec/ (дата обращения 05.01.2015) 2. Флибуста. Интернет-библиотека [электронный ресурс] // http://www.flibusta.net/ (дата обращения 15.02.2015) 3. Интернет-сайт Министерства природных ресурсов и экологии Российской Федерации [электронный ресурс] // http://www.mnr.gov.ru/ (дата обращения 01.02.2015) 4. Интернет-сайт U.S. Environmental Protection Agency [электронный ресурс] // http://www.epa.gov/ (дата обращения 12.01.2015) 5. Интернет сайт International Commission on NonIonizing Radiation Protection [электронный ресурс] // http://www.icnirp.de/index.html/ (дата обращения 14.01.2015) 6. Фундаментальная электронная библиотека «Флора и фауна» [электронный ресурс] // http://herba.msu.ru/shipunov/school/sch-ru.htm/ (дата обращения 14.01.2015) 16 Материально-техническое обеспечение дисциплины При изучении основных разделов дисциплины, выполнении лабораторных работ студенты используют материалы справочников, картографический материал, включающий различные карты России, мира, как в печатном издании, так и в электронном виде. 7