Учение о биосфере - Нижегородский государственный

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского»
Химический факультет
Кафедра органической химии
УТВЕРЖДАЮ
Декан химического факультета
_______________проф. А.В. Гущин
«12» сентября 2011г.
Учебная программа
Дисциплины ОПД.Ф.04 Учение о биосфере
Индекс и наименование дисциплины
по специальности 020801_65 - «Экология»
шифр и наименование
Нижний Новгород
2011 г.
1. Область применения
Данная дисциплина относится к циклу общепрофессиональных дисциплин
федерального компонента, преподается на 3 курсе во втором семестре. Базой для изучения
дисциплины являются следующие предметы: учение о гидросфере, учение об атмосфере,
химия; философия.
2. Цели и задачи дисциплины
Курс преподается на химическом факультете и направлен на формирование у
студентов целостного представления о биосфере Земли.
Цель - изучить закономерности строения и функционирования
биосферы,
планетарное значение живого вещества, истоки возникновения и эволюции биологической
организации, естественные и антропогенные факторы глобальных воздействий на
биосферу, возможности и резервы биосферы, проблемы ноосферогенеза в современных
экологических условиях.
Основными задачами курса являются:

изучение этапов становления биосферы;

изучение основных концепций учения о биосфере;

усвоение закономерностей круговорота материи, энергии и информации в
биосфере;

ознакомление с современными представлениями о принципах организации
биосферы;

приобретение знаний о биосферно-ноосферной общности;

изучение роли человека в биосфере и проблема охраны окружающей среды.
3. Требования к уровню освоения содержания дисциплины
В результате изучения студенты должны:
 основные исторические и современные концепции о возникновении и развитии
биосферы;

представлять основные положение учения о биосфере;

ориентироваться в экологической направленности общества;

разбираться в экономических и правовых аспектах экологического мировоззрения;

знать основы рационального использования природных ресурсов.
4. Объем дисциплины и виды учебной работы
Виды учебной работы
Всего часов
Семестр
Общая трудоемкость дисциплины
200
6
Аудиторные занятия
36
36
Лекции
18
18
Практические занятия (ПЗ)
18
18
Семинары (С)
0
0
Лабораторные работы (ЛР)
0
0
Другие виды аудиторных занятий
0
0
Самостоятельная работа
164
164
Курсовой проект (работа)
0
0
Расчетно-графическая работа
0
0
Реферат
0
0
Другие виды самостоятельной работы
0
0
Зачет
Зачет
Вид итогового контроля (зачет, экзамен)
5. Содержание дисциплины
5.1. Разделы дисциплины и виды занятий
№ п/п
Раздел дисциплины
Лекции
ПЗ
1
Введение. Методологические основы «Учения о
биосфере»
*
*
2
Биосфера – глобальная экосистема
3
Биосфера и человек
*
*
*
*
5.2. Содержание разделов дисциплины
Введение
Методологические основы «Учения о биосфере»
Предмет, цели, задачи «Учения о биосфере». Место "Учения о биосфере" в
системе наук о Земле. "Учение о биосфере" В.И. Вернадского как закономерный этап
развития наук XX века. Предпосылки и истоки учения В.И. Вернадского о биосфере.
Традиции русского космизма в становлении учения о биосфере. Методологические
основы «Учения о биосфере». Учение В.И. Вернадского о биосфере и новое научное
мировоззрение. Учение о биосфере – научный фундамент современной экологии.
Создание новой ноосферной организованности. Системная программа в изучении
биосферы. Предпосылки для утверждения системной концепции: воззрения А.
Гумбольда, Э. Зюсса, Г. Марш, идеи В.В. Докучаева, Л. Берталанфи, У. Росс Эшби,
Н.А. Бернштейна, Ю. Либиха. Работы по кибернетике И.И. Шмальгаузена и А.Н.
Колмогорова. Основные фундаментальные понятия системного подхода в учении о
биологических системах.
Биосфера – глобальная экосистема
Бuocфepa - результат саморазвития космической материи. Автономность
материальной системы биосферы Земли. Живое вещество как совокупность всех
организмов. Специфика вещественного состава живой материи. Пространственновременная ассиметрия живых молекул и организмов. Закон физико-химического
единства живого вещества. Биохимическая природа энергетической мощи живого.
Свойства живого вещества. Отличительные свойства жизни (растекание, метаболизм,
самовоспроизводство и др.). "Размышления натуралиста" (1975 г.) В.И. Вернадского
об отличительных свойствах живого и неживого. Планетарное значение живого
вещества. Живое вещество в Космосе. Основные теоретические концепции о биосфере
как планетарной организации являющейся закономерной частью космической
организованности. Границы биосферы. Границы распространения жизни в геосфере.
Факторы пространственной локализации и неравномерности распространения жизни.
Поле устойчивости и поле существования жизни. Структура биосферы. Разнообразие
живых организмов. Многоуровненность структурной организации. Вертикальная и
горизонтальная структуры. Биогеоценозы - структурные подсистемы (компоненты)
биосферы, как единого структурного образования. Компонентные и функциональные
особенности биоценозов с позиций системного анализа. Трофические связи - фактор
становления и функционирования биологических систем. Вещественно-энергетикоинформационное обеспечение единства биосистем. Различные подходы к понятию
"структура биосферы". Организованность биосферы. Концепция В.И. Вернадского о
биосфере как планетарной организованности, являющейся закономерной частью
космической организованности. Кибернетические принципы организации биосферы;
иерархический порядок в организации субординации живой природы Л. Берталанфи и
общая теория систем. Механизмы самовоспроизводства живых систем на разных
уровнях системной организованности - молекулярном, клеточном, организменном,
популяционном, экосистемном, биосферном. Биогеохимические функции живого
вещества: энергетическая, деструктивная, концентрационная функция 1-го и 2-го рода,
средообразующая. Биогенная миграция атомов. Качественное различие между
биогенной и физико-химической миграцией химических элементов и соединений.
Рассмотрение примеров химически близких элементов (натрия, лития, калия, кальция,
магния, стронция и др.) – антиподов в биогенной миграции. Устойчивость биосферы.
Механизмы устойчивости. Синергетика биосферы, пределы устойчивости. Действие
принципа Ле Шателье-Брауна. Развитие биосферы. Относительность стабильности
биосферы. Закон константности количества живого вещества. Правило константности
числа видов. Правило информационной емкости. Взаимодействие биосферы с
геосферами Земли. Геосферы земли – глобальные экотопы биосферы. Экологические
функции биосферы. Формирование экосферы. Средообразующие и транспортирующие
функции биосферы в экосфере. Экосфера – глобальная экосистема, ее многоуровневая
организация. Специфика и общие закономерности функционирования экосистем.
Биосфера и человек
Биогеохимическая деятельность человека и ее геологическая роль. Масштабы
воздействия человека на биосферу. Локальное и глобальное изменения природной
организованности биосферы. Автотрофность человечества. Становление биосферноноосферной общности. Нарушение газового и теплового баланса биосферы, эрозия
земель, экологическое загрязнение среды. Крупные города как ноосферные центры.
Формирование элементов новой ноосферной организованности. Преобразование
средств связи и обмена. Открытие новых источников энергии. Равенство всех людей.
Исключение войн из жизни общества. Научная мысль – главная предпосылка перехода
биосферы в ноосферу. Нравственная сила разума. Ограниченность биоресурсов.
Сверхинтенсивная эксплуатация и ограниченность ресурсов биосферы. Техногенное
воздействие на рельеф, деструкция растительного и почвенного покровов,
уничтожение генофонда флоры и фауны как следствие антропогенного воздействия на
биосферу. Проблемы и пути сохранения биоразнообразия и экологически
обоснованного неистощительного устойчивого развития. Концепция ноосферы
Э.Леруа, Пьера Тейяра, Де Шардена и В.И. Вернадского. Черты сходства и различия.
Материальность процесса перехода биосферы в ноосферу. Историческая неизбежность
трансформации биосферы в ноосферу. Коэволюция общества и природы. Понятие
складывающейся биосферно-ноосферной целостности. Управляющий природнонароднохозяйственный комплекс и его составляющие. Структурная модель
ноосферного комплекса. Роль информационной составляющей. Ноосферная концепция
как основа научного управления. Коэволюционный характер развития общества и
природы на современном этапе развития биосферы. Концепция устойчивого развития.
Концепция перехода России к устойчивому развитию и механизм его достижения.
Механизмы самоорганизации общества и место разума в его развитии. Проблема
коэволюции человечества и биосферы. Развитие духовного мира и нравственный
императив. Экологический императив по Н.Н. Моисееву.
6. Лабораторный практикум
№ п/п
Название раздела
дисциплины
Наименование лабораторных работ
Не предусматривается
7. Учебно-методическое обеспечение дисциплины
7.1. Рекомендуемая литература
а) основная литература:
1. Войткевич Г.В., Вронский В.А. Основы учения о биосфере. Ростов-на-Дону,
"Феникс", 1996.
2. Добровольский В.В. Основы биогеохимии: Уч. пособие. – М.: Выс. шк., 1998.
3. Ерёмченко О. З. Учение о биосфере : уч. пособие .- 2-е изд., перераб. и доп.- М.:
Издат. Центр «Академия», 2006.- 240 с.
4. Косолапова А.В. Учение о биосфере. Часть 2. Биогеохимические циклы / Учебное
пособие. – Воронеж: - Изд-во ВГПУ, 2007. – 48 с.
б) дополнительная литература:
1. Аверьянов А.Н. Послесловие к кн. И.Н. Яницкого "Физика и религия". М., 1995.
2. Владимирский Б.М., Темурьянц Н.А. Влияние солнечной активности на биосферу ноосферу. М.: Изд-во МНЭПУ, 2000.
3. Гумилев Л.Н. Энтогенез и биосфера Земли. М., 1980.
4. Дювиньо П., Танг М. Биосфера и место в ней человека. "Прогресс", М., 1968.
5. Ивлев А.М. Биогеохимия. Учебник. М.: Выс. шк., 1986.
6. Лапо А.В. Следы былых биосфер. - М., 1987
7. Медоуз Д.Х., Медоуз Д.Л., Райдерс И. За пределами роста. Учебное пособие. М.,
1994.
8. Моисеев Н.Н. Восхождение к разуму. М.: "Издат", 1993.
9. Моисеев Н.Н. Человек и ноосфера. М.: "Молодая гвардия", 1990.
10. Орлов Д.С., Безуглова О.С. Биогеохимия // Уч. для вузов. «Феникс», Ростов-наДону. 2000.
11. Розанов Б.Г. Основы учения об окружающей среде. Изд-во МГУ, 1984.
12. Социальные аспекты экологических проблем. Под ред. Федосеева П.М., Тимофеева
Т.Т. М.: Наука, 1992.
13. Человек и биосфера. Изд-во Ростовского ун-та, 1973.
14. Яншин А.Л., Мелуа А.И. Уроки экологических просчетов. М.: Мысль, 1991.
8. Вопросы для контроля
1.
Что включает В. И. Вернадский в понятие биосферы?
2.
На каких принципах основывается учение Вернадского о биосфере?
3.
Как осуществляется переход от биосферы к ноосфере?
4.
Что изучает экология?
5.
Какими являются основные выводы экологии?
6.
Расскажите об основных трофических (пищевых) связях в экосистемах.
7.
Почему солнечная энергия служит источником функционирования и развития
экосистем? Обоснуйте свой ответ.
8.
В чем состоят основные положения принципа равновесия?
9.
Как связана деятельность общества с функционированием экосистем?
10. Почему В. И. Вернадский сравнивает деятельность разума человека с
геологической силой? Что служит наименьшей единицей в экологии?
11. Каковы основные этапы в развитии биосферы?
12. Что является вершиной развития биосферы?
13. Какова специфика человека как феномена природы?
14. Дайте краткую характеристику трансформации биосферы в ноосферу.
15. Объясните важность и практическую значимость утверждения: сберегая
энергию, мы сохраним природную среду нашего обитания.
16. В чем заключается радиоактивное воздействие на биосферу?
17. Приведите данные, характеризующие последствия атомной бомбардировки
Хиросимы и Нагасаки.
18. Каковы проявления последствий аварии на Чернобыльской АЭС?
19. Какие процессы происходят при взаимодействии излучения с веществом?
20. В чем проявляется действие излучения на живые организмы?
21. Как осуществляется защита от облучения?
9. Критерии оценок
Зачтено
Не зачтено
Знание основного содержания разделов дисциплины,
допускаются
неточности,
нарушения
в
последовательности изложения материала. Правильное
применение теоретических знаний для решения
практических задач. Допускаются незначительные ошибки
в решении расчетных задач.
Не знает значительной части основного содержания
разделов дисциплины. Имеющихся знаний недостаточно
для освоения дисциплин последующих курсов. Не может
решать простые основные расчетные и качественные
задачи.
10. Примерная тематика курсовых работ и критерии их оценки. Курсовые
работы не предусмотрены.
Студенты могут подготовить реферат, посвященный тому или иному разделу
читаемого курса. При оценке рефератов учитывается раскрытие предложенной темы,
полнота охвата рекомендованных литературных источников, использование учебной,
справочной, монографической, периодической литературы, полнота представления и
систематизация материала, анализ источников и их изложение в логической связи,
наличие фактических ошибок, соблюдение правил оформления работы. Написание
реферата является факультативным учебным мероприятием. Оценка за реферат
является источником оценки при итоговом контроле.
Программа составлена в соответствии с Государственным образовательным
стандартом по специальности 020801 – «Экология».
Автор программы
профессор кафедры органической химии
А.В. Гущин
Программа рассмотрена на заседании кафедры органической химии
«29» августа 2011 года, протокол № 1.
Заведующий кафедрой органической химии
профессор
В.А. Додонов
Программа одобрена методической комиссией факультета
«5» сентября 2011 года, протокол № 1.
Председатель методической комиссии
д.х.н., профессор
Е.В.Сулейманов