учение о биосфере - Тверской институт экологии и права

Образовательное учреждение
высшего образования
Тверской институт экологии и права
Кафедра
Общей экологии и природопользования
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ (МОДУЛЯ)
УЧЕНИЕ О БИОСФЕРЕ
(название дисциплины)
Направление подготовки
Профиль подготовки
022000.62 ЭКОЛОГИЯ И ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЕ
экология
Квалификация (степень) выпускника
бакалавр
Тверь, 2014
Составитель:
кандидат биологических наук, доцент, Давыдов В.Г.
ученая степень, ученое звание, Ф.И.О.
Рецензент:
кандидат биологических наук, доцент Саакян Сергей Арменович
ученая степень, ученое звание, Ф.И.О.
доцент кафедры естествознания Тверского государственного университета
(наименование организации, где работает рецензент)
Рабочая программа предназначена для преподавания дисциплины Б3.Б2.3
«Учение о биосфере», базовой части профессионального цикла студентам очной
формы обучения по направлению подготовки 022000 «Экология и
природопользование» в 4 семестре.
Рабочая программа утверждена на заседании кафедры общей экологии и
природопользования протокол № 12 от «27» июня 2014 г.
Заведующий кафедрой
_______________ Медведев А.Г.
(подпись)
Содержание
I.
Организационно-методический раздел
1.1. Цели и задачи дисциплины (модуля)
1.2. Место дисциплины в структуре ООП ВПО
1.3. Требования к результатам освоения содержания дисциплины
1.4.Трудоемкость дисциплины и виды учебной работы
II. Структура и содержание дисциплины (модуля)
2.1. Учебно- тематический план дисциплины
2.2. Содержание разделов дисциплины
2.3.Содержание практических занятий, семинарских занятий и др.
III. Организационно-методическое обеспечение дисциплины (модуля)
3.1. Образовательные технологии
3.2. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости,
промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины и учебнометодическое обеспечение самостоятельной работы студентов
3.3. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
3.4. Материально-техническое обеспечение дисциплины (модуля)
3.5. Методические рекомендации студентам по организации
самостоятельного изучения дисциплины, выполнения самостоятельной
работы
3.6. Методические рекомендации для преподавателя
4
4
4
5
6
7
7
8
10
12
12
12
22
23
24
24
Условные обозначения, используемые в рабочей программе дисциплины:
КИМ- контрольно-измерительные материалы.
РПД – рабочая программа дисциплины.
ФГОС ВПО - Федеральный государственный образовательный стандарт
высшего профессионального образования по направлению подготовки
ООП - основная образовательная программа
I.
Организационно-методический раздел
1.1. Цели и задачи дисциплины (модуля)
Цель дисциплины: углубить и систематизировать знания о возникновении,
строении, эволюции и современном состоянии биосферы Земли.
Задачи дисциплины:
- ознакомить с основным понятийным аппаратом дисциплины;
- вооружить основными приемами работы с учебным материалом;
- научить применять теоретические знания на практике;
- сформировать представление о единстве всего живого и неживого, и
невозможности выживания человечества без сохранения биосферы.
1.2. Место дисциплины в структуре ООП ВПО
Дисциплина «Учение о биосфере» относится к базовой (обязательной) части
“Профессионального цикла” Федерального государственного образовательного
стандарта высшего профессионального образования. (ФГОС ВПО) по
направлению 022000.62 «Экология и природопользование» (Бакалавр).
Дисциплина «Учение о биосфере» базируется на знаниях, полученных в
рамках изучения дисциплин: химия, биология, учение об атмосфере, учение о
гидросфере.
В результате изучения дисциплины «Химия» студент должен:
- знать фундаментальные разделы химии для освоения химических основ в области экологии,
охраны природы и других наук об окружающей среде;
- уметь использовать основы химии в освоении профессиональных навыков;
- владеть навыками практического применения знаний по химии в проведении лабораторных
исследований, в сборе и первичной обработке материала.
В результате изучения дисциплины «Биология» студент должен:
- знать специфику строения, жизнедеятельности организмов и влияния их на среду обитания,
понимать сущность жизни как непрерывного процесса, представленного в дискретных формах;
ориентироваться в биологическом разнообразии организмов.
- уметь проводить оценку среды по обитающим в ней организмам-индикаторам из разных
таксономических групп и их численности;
- владеть понятийным аппаратом биологии и смежных с нею наук; основными методами
биологического анализа (микроскопирование, морфологическое описание организмов, их
ассоциаций, сообществ).
В результате изучения дисциплины «Учение об атмосфере» студент должен:
- знать фундаментальные основы физических процессов и явлений, происходящих в
атмосфере, вопросы климатообразования и проблемы изменения климата;
- уметь применять методы синоптического анализа и прогноза состояний атмосферы и погоды;
- владеть основными методами измерения метеопараметров и наблюдения за атмосферными
явлениями.
В результате изучения дисциплины «Учение об гидросфере» студент должен:
- знать особенности взаимосвязи гидросферы с атмосферой и литосферой; закономерности и
взаимосвязи гидрологических процессов с климатом и динамикой атмосферы, с рельефом и
почвенно-растительным покровом; основные физические и химические свойства воды и их
роль в природных процессах; классификацию водных объектов;
- уметь применять основные физические закономерности при объяснении различных
гидрологических процессов и явлений; применять основные фундаментальные законы физики к
объектам гидросферы; представлять в общем виде уравнения баланса воды, солей, тепла,
физических сил для любых водных объектов и участков суши; объяснить основные
закономерности пространственно-временной изменчивости гидрологических характеристик;
- владеть простейшими методами измерения некоторых гидрологических характеристик.
Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми
(последующими) дисциплинами
№
п/п
1
2
Наименование
обеспечиваемых
(последующих)
дисциплин
Популяционная
экология
Ландшафтоведение
№ № разделов, тем данной дисциплины,
необходимых для изучения обеспечиваемых (последующих)
дисциплин
1
2
3
4
+
+
+
+
+
+
+
+
1.3. Требования к результатам освоения содержания дисциплины
Целью учебной дисциплины «Учение о биосфере» является формирование и развитие у
обучающихся следующих профессиональных компетенций:
- обладать базовыми знаниями фундаментальных разделов физики, химии и биологии в объеме,
необходимом для освоения физических, химических и биологических основ в экологии и
природопользовании; владеть методами химического анализа, а также методами отбора и
анализа геологических и биологических проб; иметь навыки идентификации и описания
биологического разнообразия, его оценки современными методами количественной обработки
информации (ПК-2);
- знать основы учения об атмосфере, о гидросфере, о биосфере и ландшафтоведении (ПК-5).
В соответствии с ФГОС ВПО в результате изучения дисциплины обучающиеся должны:
- знать о роли В.И. Вернадского в развитии этого учения; о границах и составе биосферы в
различных научных трактовках (биологической, географической, общенаучной); о структуре
биосферы и роли живого вещества в ее функционировании; об основных принципах
естественного устройства биосферы и ее организованности (ПК-5);
об основных биогеохимических циклах; об эволюции биосферы и ноосфере как необходимом
этапе ее развития; формах и масштабах антропогенного воздействия на биосферу и
необходимости создания условий для ее сохранения (ПК-2);
- уметь составлять схемы, иллюстрирующие строение биосферы (ПК-5),
составлять схемы главных биогеохимических циклов (воды, углерода, кислорода, азота,
фосфора, серы, углекислого газа) (ПК-2);
- владеть теоретическими знаниями и полученными умениями для использования их при
анализе конкретных ситуаций и усвоения знаний последующих дисциплин.
1.4.Трудоемкость дисциплины и виды учебной работы
Вид учебной работы
Всего часов
/ зачетных
единиц
Семестры
4
Аудиторные занятия (всего)
В том числе:
Лекции
Практические занятия (ПЗ)
Семинары (С)
Лабораторные работы (ЛР)
КСР
Занятия, проводимые в интерактивной форме
Самостоятельная работа (всего)
В том числе:
Курсовой проект (работа)
Расчетно-графические работы
Реферат
Другие виды самостоятельной работы
32/0,9
16
10
32/0,9
16
10
4
2
6
40/1,1
-
4
2
6
40/1,1
-
Вид промежуточной аттестации (зачет, экзамен)
Общая трудоемкость часы / зачетные единицы
зачет
72/2
зачет
72/2
-
-
-
-
II. Структура и содержание дисциплины (модуля)
1
2
3
4
Общая
характеристика
биосферы
Живое
вещество
биосферы
Баланс энергии,
круговорот
вещества
и
закономерности
в биосфере
Возникновение,
эволюция
и
будущее
биосферы
4
2
4
4
4
2
4
2
10
2
10
10
2
Промежуточное
тестирование
2
8
10
2
Промежуточное
тестирование
6
10
2
Промежуточное
тестирование
40/1,1
6/
18,75%
2
16
10
Формы текущего,
промежуточного
контроля
Интерактивные
формы обучения
Промежуточное
тестирование
6
КСР
ИТОГО:
Всего
Лабораторные
работы
Практические
занятия
Наименование
разделов
и тем
Семинарские
занятия
№
п/п
Лекции
Аудиторные часы
Самостоятельная
работа (формы,
часы)
2.1. Учебно- тематический план дисциплины
4
32/0,9
2.2. Содержание разделов дисциплины
№
п/п
Наименование
раздела, темы
дисциплины
Номер
формируемой
компетенции
Содержание раздела, темы
1
1
2
3
ПК-2
ПК-5
4
2
Общая
характеристика
биосферы
Живое вещество
биосферы
ПК-2
ПК-5
Биосфера. Понятие биосферы. Состав,
границы, возраст, основные факторы,
обусловившие ее происхождение. Основные
свойства
и
функции.
Атмосфера.
Определение атмосферы. Состав, основные
компоненты атмосферы. Происхождение
основных компонентов атмосферы. Роль
озонового
слоя
в
функционировании
биосферы. Парниковый эффект. Роль
атмосферы в функционировании биосферы.
Гидросфера. Понятие гидросферы. Состав и
происхождение.
Основные
компоненты
морских и речных вод. Источники основных
компонентов гидросферы. Роль гидросферы в
функционировании биосферы. Земная кора.
Понятие литосферы и земной коры.
Происхождение,
состав,
строение.
Глобальный круговорот вещества. Почва.
Состав, строение, происхождение. Роль
почвы в функционировании биосферы.
Живые
организмы.
Определение
Вернадского живого вещества биосферы.
Основные компоненты, входящие в состав
живых организмов. Роль живых организмов в
функционировании биосферы.
Состав, организация и классификация живого
вещества
биосферы.
Основные
типы
вещества, слагающего биосферу Земли по
В.И.Вернадскому.
Уровни
организации
живого вещества. Специфика свойств живого
вещества.
Биогеохимические
функции
живого вещества. Классификация живого
вещества по типу питания. Трофические
уровни. Передача энергии. Фотосинтез.
Хемосинтез. Внеклеточная форма жизни.
Вирусы. Классификация клеточных форм
жизни. Надцарства. Царства. Подцарства.
Распределение живых организмов в Мировом
океане. Абиотические факторы водной
среды. Основные экологические зоны
Мирового
океана.
Три
основные
экологические группы органической жизни в
океане. Сообщества морских организмов,
связанные с поверхностной пленкой воды.
3
Баланс
энергии,
круговорот
вещества
и
закономерности в
биосфере
ПК-2
ПК-5
4
Возникновение,
эволюция
и
будущее биосферы
ПК-2
ПК-5
Круговорот жизни в океане. Горизонтальная
зональность
в
распределении
живого
вещества океана. Биомасса и продуктивность
океана.
Распределение
биомассы
зоопланктона по географическим поясам.
Распределение
живых
организмов
на
материках.
Экологические
факторы,
оказывающие
существенное
влияние
распределение
живого
вещества
на
материках:
абиотические,
биотические,
антропогенные. Основные жизненные формы
растений. Зональность распределения живого
вещества
на
суше.
Биологическая
продуктивность различных фитоценозов
земного шара. Антропогенное воздействие.
Краткая характеристика наземных экосистем.
Вертикальная зональность сообществ живых
организмов. Пресноводные экосистемы.
Биоразнообразие как определяющий фактор
устойчивости биогеохимических циклов
вещества и энергии в биосфере.
Солнце – главный источник энергии в
биосфере. Составные части солнечного
излучения:
электромагнитное,
корпускулярное. Распределение солнечной
энергии в биосфере. Альбедо Земли. Баланс
энергии
в
биосфере.
Естественная
радиоактивность
материала
Земли.
Радиационный
баланс
биосферы.
Энергетический
баланс
биосферы.
Круговорот
вещества
в
биосфере.
Глобальный
круговорот
вещества.
Круговорот
воды.
Биогеохимический
круговорот. Круговорот углерода, кислорода,
азота, серы, фосфора, кремния, алюминия,
железа, кальция. Важнейшие закономерности
биосферы.
Законы
целостности
географической
оболочки
Земли,
ритмичности, зональности и азональности,
полярной асимметрии.
Возникновение и эволюция биосферы.
Морфологические и геохимические следы
существования организмов геологического
прошлого.
Космохимические
данные.
Химическая эволюция на ранних стадиях
развития Солнечной системы. Переломные
этапы в эволюции биосферы. Важнейшие
закономерности эволюции органического
мира.
Воздействие
человека
на
биосферу.
Глобальные
экологические
проблемы.
Изменение климата. Истощение озонового
слоя. Загрязнение окружающей среды.
Проблема чистой воды. Проблемы городской
среды. Проблемы загрязнения околоземного
пространства.
Потеря
биоразнообразия.
Обезлесение. Опустынивание.
Ноосфера – сфера разума. Единство
биосферы и человека. Наука как основной
фактор ноосферы. Задачи по созиданию
ноосферы. Переход биосферы в ноосферу:
прогноз и реальность.
2.3.Содержание практических занятий, семинарских занятий и др.
№
Номер
раздела,
темы
п/п
дисциплины
Тема практического занятия, семинарского
занятия и др., содержание занятия
1.
1
Общая характеристика биосферы
Вопросы:
Биосфера: состав, границы, возраст, основные
факторы, обусловившие ее происхождение.
Основные свойства и функции биосферы.
Атмосфера: происхождение, состав, строение.
Гидросфера: происхождение, состав, строение.
Литосфера: происхождение, состав, строение.
2.
2
Живое вещество биосферы
Вопросы:
Состав, организация, классификация живого
вещества.
Распределение живого вещества в Мировом
океане.
3.
2
Живое вещество биосферы
Вопросы:
Распределение живого вещества на материках.
4.
2
Лабораторная работа
Общие черты строения биосферы
Построение кривой основных экологических зон
Задания для
подготовки
студентов к
занятию
Подготовка
вопросов к
практическому
занятию (см.
Содержание
разделов
дисциплин,
вопросы для
самостоятельной
работы)
Подготовка
вопросов к
практическому
занятию (см.
Содержание
разделов
дисциплин,
вопросы для
самостоятельной
работы)
Подготовка
вопросов к
практическому
занятию (см.
Содержание
разделов
дисциплин,
вопросы для
самостоятельной
работы)
Подготовка
вопросов к
практическому
5.
3
6.
3
7.
4
8.
1-4
Мирового океана.
занятию (см.
Построение кривой распределения биомассы
Содержание
зоопланктона
на
единицу
площади
по
разделов
географическим поясам Мирового океана.
дисциплин,
Нанесение на контурную карту основных
вопросы для
географических поясов земного шара.
самостоятельной
Построение кривой распределения фитомассы по
работы)
географическим поясам.
Подготовка
Баланс энергии, круговорот вещества и
вопросов к
закономерности в биосфере
Вопросы:
практическому
Круговорот вещества в биосфере.
занятию (см.
Важнейшие закономерности биосферы - закон
Содержание
целостности, ритмичности.
разделов
Важнейшие закономерности – законы зональности
дисциплин,
и азональности, полярной асимметрии.
вопросы для
самостоятельной
работы)
Подготовка
Лабораторная работа
вопросов к
Круговорот веществ в экосистемах
Построение схемы распределения солнечной практическому
энергии в биосфере
занятию (см.
Построение схемы круговорота воды
Содержание
Построение схемы круговорота углерода
разделов
Построение схемы круговорота кислорода
дисциплин,
Построение схемы круговорота азота
вопросы для
Построение схемы круговорота серы
самостоятельной
Построение схемы круговорота фосфора
работы)
Построение схемы круговорота кремния
Построение схем круговоротов алюминия, железа,
кальция
Подготовка
Возникновение, эволюция и будущее биосферы
Вопросы:
вопросов к
Возникновение и эволюция биосферы.
практическому
Воздействие человека на биосферу.
занятию (см.
Ноосфера – сфера разума.
Содержание
разделов
дисциплин,
вопросы для
самостоятельной
работы)
Подготовка
к
Итоговое тестирование
итоговому тесту
III. Организационно-методическое обеспечение дисциплины
(модуля)
3.1. Образовательные технологии
Традиционные лекция и практическое занятие, проблемная лекция, метод малых групп,
подготовка письменных аналитических работ, выполнение расчетных работ, проектная
деятельность в составе малых групп, моделирование, составление различных видов планов,
таблиц, схем, обзоров, написание рефератов, творческие задания.
3.2. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости,
промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины и учебнометодическое обеспечение самостоятельной работы студентов
Формы контроля:
Курс «Учение о биосфере» рассчитан на один семестр и проводится в
соответствии с рабочим учебным планом по направлению, которым предусмотрен
зачет.
Курс состоит из 4 тем. При этом темы 1-2 составляют содержание первого
модуля, а темы 3-4 – содержание второго модуля.
Сроки проведения рубежного контроля определены:
по первому модулю – последняя декада второго месяца обучения;
по второму модулю – третья декада четвёртого месяца обучения.
Максимальная сумма баллов по учебной дисциплине составляет 100 баллов.
Студент, набравший от 20 до 49 баллов включительно, сдает зачет.
Студенту, набравшему меньше 20 баллов, в экзаменационной ведомости
выставляется оценка «незачтено». Зачет сдается по направлению в установленном
порядке.
На протяжении семестра знания студента оцениваются в 2 этапа, исходя из
100 баллов, полученных на занятиях. Оценка складывается из учета
посещаемости занятий (1 балла за присутствие на занятии, максимально 32
балла), активности на практических занятиях (максимально 68 баллов).
Итоговая оценка по дисциплине (зачет) определяется по сумме баллов,
полученных в семестре и на зачете в виде теста:
от 0 до 50 баллов – “незачтено”,
от 50 до 100 баллов – “зачтено”.
Вопросы к зачету:
1. Биосфера. Понятие, свойства, функции, границы.
2. Определение биосферы по Вернадскому.
3. Основные типы вещества, слагающего биосферу Земли по В.И.
Вернадскому.
4. Атмосфера Земли. Строение, состав, происхождение, эволюция.
5. Озоновый слой. Происхождение, основные функции, роль в
функционировании биосферы.
6. Углекислый газ атмосферы. Происхождение, функции. Парниковый эффект.
7. Роль атмосферы в функционировании биосферы.
8. Гидросфера Земли. Происхождение, состав. Глобальный гидрологический
цикл.
9. Роль гидросферы в функционировании биосферы.
10.Литосфера. Земная кора. Почва. Строение, происхождение.
11.Роль почвы в функционировании биосферы.
12.Глобальный круговорот вещества.
13.Живое вещество биосферы по Вернадскому. Отличие живого от неживого.
14.Важнейшие свойства и биогеохимические функции живого вещества.
15.Роль живых организмов в изменении литосферы и атмосферы.
16.Основные уровни организации живой материи и их общая характеристика.
17.Биосферная роль бактерий, растений, животных и грибов.
18.Горизонтальная и вертикальная зональность Мирового океана.
19.Абиотические факторы, определяющие распределение живого вещества в
20.океане.
21.Две основные экологические зоны Мирового океана, с которыми связана
вертикальная зональность распределения гидробионтов.
22.Три основные экологические группы Мирового океана: планктон, нектон и
бенталь.
23.Круговорот жизни в Мировом океане.
24.Биомасса и биопродуктивность Мирового океана.
25.Жизнь морской поверхности
26.Прибрежная зона Мирового океана
27.Открытый океан
28.Глубоководные районы
29.Экологические факторы, определяющие распределение живого вещества на
материках.
30.Горизонтальная и вертикальная зональность распределения живого
вещества на материках.
31.Классификация растений по отношению к влаге, свету, кислотности.
32.Основные жизненные формы растений
33.Биологическая продуктивность основных фитоценозов земного шара
34.Вертикальная зональность сообществ живых организмов.
35.Пресноводные экосистемы.
36.Биоразнообразие
как
определяющий
фактор
устойчивости
биогеохимических циклов вещества и энергии в биосфере.
37.Основные источники радиационного и теплового режима атмосферы Земли.
38.Естественная радиоактивность материала Земли. Чем она обусловлена и
каково ее влияние на биосферу Земли?
39.Схема распределение солнечной энергии в пределах биосферы Земли.
40.Парниковый эффект, принцип действия и источники его возникновения.
Основные уравнения радиационного и энергетического баланса.
41.Глобальный круговорот вещества. Основные источники энергии движения
и перераспределения вещества биосферы.
42.Большой и малый круговороты воды в биосфере. Источники прихода и
расхода вод земного шара.
43.Биогеохимический круговорот вещества и его отличие от глобального
круговорота вещества.
44.Роль продуцентов, консументов и редуцентов в биогеохимическом
круговороте вещества.
45.Круговорот наиболее типичных биофильных (углерод, кислород, азот, сера,
фосфор, кальций) элементов в биосфере.
46.Основные закономерности в биосфере. Законы целостности географической
оболочки земли, ритмичности, зональности и азональности, Периодический
закон географической зональности, полярной асимметрии
47.Последовательность событий химической эволюции жизни.
48.Последовательность событий биологической эволюции и главные
переломные моменты в эволюции органического мира.
49.Важнейшие закономерности эволюции органического мира.
50.Три главных этапа эволюции биосферы Земли.
51.Глобальные экологические проблемы
52.Ноосфера – сфера разума. Техносфера. Переход биосферы в ноосферу.
53.Глобальные прогнозы будущего биосферы.
Примеры тестов для контроля знаний
1. Кто из перечисленных ученых создал учение о биосфере. Выберите правильный ответ:
а) В.И. Вернадский;
в) В.В. Докучаев;
б) Н.И. Вавилов;
г) А.Н. Северцов.
2. Закончите определение. Биосфера - это оболочка Земли:
а)
в которой существуют и взаимодействуют с окружающей средой живые существа;
б)
включающая часть литосферы, атмосферы и гидросферы;
в)
в которой существует человечество.
3. Выберите правильные ответы. Слоями атмосферы являются:
а) стратосфера;
г) ионосфера;
б) тропосфера;
д) литосфера.
в) гидросфера;
4. Выберите правильный ответ. Верхняя граница биосферы находится на высоте:
а)100-120 м;
г)16-20 км;
б) 1-2 км;
д) 100-120 км;
в)10-12 км;
с) 160-200 км.
5. Выберите правильный ответ. Граница биосферы вокеане находится на глубине:
а)100-120 м;
г) 10-11км;
б)1 -2 км;
д) 20 км;
в) 5-6 км;
с) 100 км.
6. Выберите правильный ответ. Граница биосферы в литосфере находится на глубине:
а)1-2 м;
г) 1 км;
б) Ю-12 м;
д) 3 км.
в) 100-120м;
7.Укажите, какой фактор определяет верхнюю границу распространения жизни в атмосфере.
Выберите правильный ответ:
а) отсутствие кислорода;
б) интенсивный поток ультрафиолетовых лучей;
в) высокая температура;
г) отсутствие воды.
8. Какие полезные ископаемые являются продуктами жизнедеятельности организмов в
прошлом? Приведете не менее 7 примеров.
9. Выберите правильное утверждение. Озоновый экран в атмосфере Земли возник в
результате:
а) химических процессов, происходящих в литосфере;
б) химических процессов, происходящих в гццросфере;
в) жизнедеятельности организмов.
10. Какие газы современной атмосферы имеют преимущественно биогенное
происхождение? Выберите правильные ответы:
а) кислород;
г) азот;
ж) углекислый газ;
б) водород;
д) гелий;
з) оксиды серы;
в)озон;
е) аргон;
и) оксиды азота.
11. Выберите правильные утверждения.
а) четыре миллиарда лет тому назад, на заре зарождения жизни, существовала атмосфера,
гидросфера и почва;
б) атмосферный азот появился в основном в результате вулканической деятельности:
в) энергия, заключенная в нефти, угле, торфе,- это связанная растениями энергия солнца:
г) ядерная энергия - это энергия солнца, связанная растениями и другими организмами:
д) почва представляет собой биокосное вещество, потому чпо состоит из минеральных
компонентов, органических соединений и организмов:
е) биологический круговорот веществ в биосфере основа для поддержания стабильных
условий существования жизни и человечества: роль живых существ в разрушении и
выветривании горных пород незначительна:
з) живые существа не способны менять климат планеты:
и) озоновый экран возник на земле благодаря жизнедеятельности растений:
к) почва появилась при выходе организмов на сушу.
12. Выберите правильное утверждение. В состав биосферы входят
а) организмы и абиотическая среда:
б) только организмы.
13. Выберите правильное утверждение. Энергия солнца на Земле не расходуется на:
а) аккумуляцию в виде энергии химических связей в органических веществах;
б)нагревание и испарение водных масс;
в) движение камней с гор вниз;
г) перемещение воздушных масс;
д)передвижение автомобилей;
с) преодоление силы тяжести при взлете современного космического корабля.
14. В биосфере происходит два взаим о обратных процесса: связывание и освобождение
углекислого газа. В каком природном процессе при участии организмов происходит
связывание, а в каких - освобождение углекислоты?
15. Назовите процессы, в ходе которых углерод в виде углскислого газа (СО >) поступает в
атмосферу.
16. Определите, к какому типу круговорота элементов (осадочному или газовому) относится
круговорот: серы, азота, кислорода, углерода, фосфора.
17. Испарение воды с поверхности океана, конденсация водяного пара в атмосфере и
выпадение осадков на поверхности океана образуют:
а) большой круговорот воды:
б) малый круговорот воды:
в) биологический круговорот воды.
18. Биологический круговорот представляет собой циркуляцию веществ между:
а) почвой, растениями, животными, микроорганизмами:
б) растениями, животными, грибами, микроорганизмами:
в) растениями, животными, бактериями.
19. Зная законы миграции элементов в биосфере, расположите места сбора лекарственных
трав по возрастанию их опасности для -здоровья: в городе, рядом с автомобильными дорогами,
рядом с железнодорожным полотном, в лесу далеко от населенного пункта, рядом с деревней.
20. Выберите из перечисленных организмов те, которые участвуют в формировании
карбонатных осадочных пород:
а) диатомовые водоросли; д) звери;
б) рыбы;
е) моллюски;
в) фораминиферы;
ж) растения.
г) птицы;
21. Выберите из перечисленных организмов те, которые участвуют в формировании
кремнистых осадочных пород:
а) диатомовые водоросли
д) звери;
б) рыбы;
е) моллюски;
в) фораминиферы;
ж) растения.
г) птицы;
22. Выберите из перечисленных организмов те, которые участвуют в формировании торфа и
угля:
а) диатомовые водоросли
д) звери;
б) рыбы;
е) моллюски;
в) фораминиферы;
ж) растения.
г) птицы;
23. Чтобы выжить человечество должно понимать, что биосфера формирует такие условия
его жизни, как:
а) чистая воды, плодородная почва, пригодная для дыхания атмосфера
б) плодородная почва, магнитное поле Земли, кислород атмосферы
в) чистая вода, сила тяготения, магнитное поле Земли
24. На планете Земля жизнь определяется наличием 6 основных условий - экологических
факторов:
а) вода жтцкая, кислород, углекислый газ, температура, минеральное питание (соли),
соленость;
б) вода, кислород, азот, температура, минеральные соли, соленость:
в) вода, кислород, углекислый газ, водород, минеральные соли, соленость:
г) кислород, углекислый газ, температура, минеральные соли, соленость, азот.
КИМы для оценки результатов освоения дисциплины
№
п/п
Шифр и название
компетенции
(ПК-2)
обладать базовыми
1
знаниями фундаментальных
разделов физики, химии и
биологии
в
объеме,
необходимом для освоения
физических, химических и
биологических
основ
в
экологии
и
Примеры КИМов для оценки сформированности
компетенций
1. Как и где распределено живое веществ
биосфере?
2. Чем определяется распределение живого
вещества на суше, а чем в гидросфере?
3. Биогеохимический круговорот вещества и его
отличие от глобального круговорота вещества.
4. Основные уровни организации живой материи и
их общая характеристика.
природопользовании; владеть
методами
химического
анализа, а также методами
отбора
и
анализа
геологических
и
биологических проб; иметь
навыки идентификации и
описания
биологического
разнообразия, его оценки
современными
методами
количественной
обработки
информации;
2 (ПК-5) знать основы учения 1. Дайте определение понятию «биосфера».
об атмосфере, о гидросфере, о 2. Основные типы вещества, слагающего биосферу
биосфере
и
Земли по В.И. Вернадскому.
ландшафтоведении
1. Кто из перечисленных ученых создал учение
о биосфере. Выберите правильный ответ:
а) В.И. Вернадский;
в) В.В. Докучаев;
б) Н.И. Вавилов;
г) А.Н. Северцов.
2. Закончите определение. Биосфера - это
оболочка Земли:
а) в которой существуют и взаимодействуют с
окружающей средой живые существа;
б) включающая часть литосферы, атмосферы и
гидросферы;
в) в которой существует человечество.
Вопросы для самопроверки:
Общая характеристика биосферы
3. Опишите возможные пути происхождения жизни на Земле.
4.
Каким общим свойством обладают все живые организмы на Земле?
5. Объясните смысл понятия «живое вещество» планеты.
6.
Какие показатели используют для характеристики живого вещества Земли?
7. Дайте определение понятию «биосфера».
8. Перечислите и раскройте основные биогеохимические функции живого вещества.
9. Объясните главные отличительные признаки живого и неживого (косного) вещества.
10. Опишите взаимосвязь между основными биогеохимическими функциями биосферы и
ведущими химическими элементами.
11. Сформулируйте главный закон развития человечества и биосферы.
12. Раскройте механизм кризиса перепотребления природных ресурсов.
13. Объясните сущность коэволюции человечества и биосферы.
14. Опишите космическую, геологическую, океаническую и биосферную стадии эволюции
Земли.
15. На что и по какому механизму влияет гелиоцентричное расположение планет?
16. Что такое «парниковый эффект»? Какие ого виды Вам известны?
17. Перечислите главные оболочки Земли, основные их составляющие и параметры.
18. Объясните, почему все оболочки Земли должны исследоваться совместно.
19. Чем ограничивается литосфера? Опишите ее основные характеристики и параметры.
20. Что такое биокосное вещество?
21. Какие типы почв Вам известны и из каких горизонтов они состоят?
22. Что такое «почвенный профиль»?
23. По какому механизму происходит почвообразование в биосфере и чему подчиняется
размещение почв?
24. Какие классы почв Вам известны?
25. Как происходит перераспределение химических элементов в почвах?
26. Объясните, как происходит накопление информации в почвах?
27. Раскройте механизм концентрации металлов в почвах.
28. Как влияет на биосферу климат?
29. Перечислите объекты в биосфере, служащие аккумуляторами солнечной энергии, и
опишите механизм ее аккумуляции.
30.
Объясните условия возникновения окислитоано-восстановитеяьной зональности
природных макрообъектов.
31.
Охарактеризуйте взаимосвязь между климатической зональностью и почвами, корами
выветривания и илами.
32. Перечислите и охарактеризуйте существующие типы хор выветривания.
33. На какие классы, типы и виды делятся природные воды?
34. Дайте определение атмосферы Земли и перечислите ее основные газы.
35. На какие слои и на каких высотах подразделяется атмосфера Земли?
36. Охарактеризуйте состав биосферы.
Живое вещество биосферы
5. Преимущественно из каких элементов состоит земная кора?
6. Дайте определение кларкам химических элементов.
7. Что такое «распространенные», «редкие» и «рассеянные» химические элементы?
8. Что такое «микро-» и «макрокомпоненты» в различных системах?
9. Дайте определение основному геохимическому закону.
10. Что определяют кларки концентрации химических элементов?
11. От чего зависят миграционные свойства химических элементов в биосфере?
12. Какие формы нахождения химических элементов в биосфере Вам известны?
13. Каким образом геохимическое поведние элементов определяет их форма нахождения?
14. Как осуществляют анализ геохимии биосферы?
15. Объясните смысл «парагенезиса» элементов. Чем они определяются для водных,
породных, песчанных и других систем?
16. Что демонстрирует зависимость мигральных фаз от кларков?
17. Опишите, к чему приводит уменьшение кларка концентрации в биосфере.
18. Как и где распределено живое веществ биосфере?
19.
Чем определяется распределение живого вещества на суше, а чем в гидросфере?
20. Как происходит преобразование карбонатов в гидросфере?
21. Что такое «биогенные» минералы?
Баланс энергии, круговорот вещества и закономерности в биосфере
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
Что такое «миграция» химических элементов?
Чем определяются закономерности миграции химических элементов в биосфере?
Какие типы миграции химических элементов Вам известны?
Что такое «геохимический барьер», его параметры и чем он определяется?
Где в ландшафте может образовываться геохимический барьер?
Какие виды геохимических барьеров существуют?
Что такое «градиент» геохимического барьера?
Дайте определение контрастности геохимического барьера.
Дайте объяснение механической миграции элементов.
В каком состоянии может осуществляться техногенная миграция химических элементов?
11. При каких условиях происходит механическая миграция элементов?
12. Чем определяется механическая миграция в вод ной среде?
13.
К чему приводит диспергирование минеральных частиц?
14. Что характеризует интенсивность механического стока?
15. Что такое «химическая денудация»?
16. Объясните причины конвективной миграции элементов в океане.
17. Чем преимущественно обусловлен механизм океанических течений?
18. Какие уровни следует выделять в атмосфере при переносе вещества?
19. Дайте определение физико-химической миграции химических элементов.
20. Какие ионы определяют геохимическую обстановку вод?
21. Каким общим свойством определяется геохимическое поведение элементов?
22. Дайте определение потенциала ионизации элементов и объясните его смысл.
23. Что такое «изоморфизм» элементов?
24. Сформулируйте основное правило изоморфизма химических элементов.
25. От чего зависит катионо- и анионогенностъ химических элементов?
26. Дайте определение «ионному потенциалу».
27. Что собой представляют «свободные» радикалы?
28. Дайте определение процессу диффузии веществ.
29. Какие воды известны в породах?
30. Для чего используется коэффициент водкой миграции элементов и чему он равен?
31. Для чего выделяют ряды миграции элементов?
32.
0 чем можно судить по величине Eh вод?
33. Что такое «растворенное органическое вещество», где и как оно образуется в биосфере?
34. По какой реакции растения взаимодействуют с атмосферой и солнечным светом и как это
влияет на ее состав?
35. Чем определяется биогенная миграция химических элементов?
36. Дайте определение биофильности элементов?
37. Что такое коэффициент биологического поглощения?
38. По каким условиям подразделяется миграция химических элементов в биосфере?
39. Дайте определение биогеохимической активности и объясните ее смысл.
40. Что является аккумулятором солнечной энергии в
биосфере?
41. В каких условиях происходит передача накопленной энергии от сульфидов в биосферу?
Назовите формы передачи этой энергии.
42. Чем определяется поведение химических элементов в почвах, корах выветривания,
литосфере в целом?
43. Охарактеризуйте миграцию элементов в корах выветривания кислого и карбонатного
классов.
44. Дайте понятие циклических элементов.
45. Дайте определение техногенезу.
46. Объясните смысл понятия «техногенная» миграция.
47. Что такое «технофильность» элементов?
48. В чем заключаются различия локальной, региональной и планетарной миграции
химических элементов?
49. Перечислите основные источники круговорота атомов в биосфере.
50. Чем различаются круговорот воды и биогеохимический круговорот атомов?
Возникновение, эволюция и будущее биосферы
1.
2.
3.
4.
Дайте определение устойчивости систем.
Чем отличаются природные и техногенные процессы в биосфере?
Чем характеризуете» охрана биосферы?
Дайте определение эволюции биосферы.
5.
Что такое «открытые системы»?
6.
Какие виды реакции биосферы на технологическое влияние известны?
7.
Какие закономерности биогеохимической эволюции известны?
8.
В чем заключается технократическая концепция взаимодействия человечества с
окружающей средой?
9.
Раскройте основной недостаток традиционной концепции охраны биосферы.
10.
Дайте определение понятию «самоорганизация».
11.
В чем отличие физического от геохимического ландшафта?
12.
От чего зависит самоорганизация геохимических ландшафтов?
Вопросы и задания для самостоятельной работы:
1. На основе различных теорий происхождения жизни на Земле дать
характеристику живого вещества нашей планеты.
2. Объяснить специфические свойства и функции живых объектов.
3. Дать определение понятию «биосфера», раскрыть его смысл, описать
основные показатели и характеристики.
4. Объяснить значение и место человеческого общества в биосфере.
5. Раскрыть имеющийся кризис перепотребления природных ресурсов
человечеством и разработанную концепцию коэволюции.
6. Опишите возможные пути происхождения жизни на Земле.
7. Каким общим свойством обладают все организмы на Земле!
8. Объясните смысл понятия «живое вещество» планеты.
9. Какие показатели используют для характеристики живого вещества Земли?
10.Дать определение понятию «биосфера».
11.Перечислите и раскройте основные биогеохимические функции живого
вещества.
12.Объясните главные отличительные признаки живого и неживого (костного)
вещества.
13.Опишите взаимосвязь между основными биогеохимическими функциями
биосферы и ведущими химическими элементами.
14.Сформулируйте главный закон развития человечества и биосферы.
15.Раскройте механизм кризиса перепотребления природных ресурсов.
16.Объясните сущность коэволюции человечества и биосферы.
17. Объяснить происхождение планеты Земля, описать виды ее эволюции и
возникающие в результате этого особенности.
18.Охарактеризовать строение биосферы, с выделением литосферы (почв, кор
выветривания, илов и осадочных пород), гидросферы и атмосферы.
19.Объяснить взаимосвязь климатической зональности и микрообъектов
биосферы.
20.Раскрыть характеристику живого вещества биосферы.
21.Опишите космическую, геологическую, океаническую и биосферную
стадии эволюции Земли.
22.На что и по какому механизму влияет гелиоцентричное расположение
планет?
23.Что такое «парниковый эффект»? Какие его виды вам известны?
24.Перечислите главные оболочки Земли, основные их составляющие и
параметры.
25.Объясните, почему все оболочки Земли должны исследоваться совместно.
26.Чем ограничивается литосфера? Опишите ее основные характеристики и
параметры.
27. Что такое биокосное вещество?
28.Какие типы почв Вам известны и из каких горизонтов они состоят?
29.Что такое «почвенный профиль»?
30. По какому механизму происходит почвообразование в биосфере и чему
подчиняется размещение почв?
31. Какие классы почв Вам известны?
32. Как происходит перераспределение химических элементов в почвах?
33. Объясните, как происходит накопление информации в почвах?
34. Раскройте механизм концентрации металлов в почвах.
35. Как влияет на биосферу климат?
36. Перечислите объекты в биосфере, служащие аккумуляторами солнечной
энергии, и опишите механизм ее аккумуляции.
37. Объясните условия возникновения окислительно-восстановительной
зональности природных микрообъектов.
38. Охарактеризуйте взаимосвязь между климатической зональностью и
почвами, корами выветривания и илами.
39. Перечислите и охарактеризуйте существующие типы кор выветривания.
40. На какие классы, типы и виды делятся природные воды?
41. Дайте определение атмосферы Земли и перечислите ее основные газы.
42. На какие слои и на каких высотах подразделяется атмосфера Земли?
43. Охарактеризуйте состав атмосферы.
Литература для самостоятельного изучения:
См. список основной и дополнительной литературы
Эссе, рефераты или доклады по теме:
1. Ростки учения о биосфере в разработках зарубежных ученых 18-19 веков
и первой половины 20 веков.
2. Ростки учения о биосфере в трудах В.В.Докучаева и А.В.Воейкова.
3. Ростки учения о биосфере в разработках отечественных ученых 8-19
веков и первой половины 20 веков.
4. В.И.Вернадский - основоположник учения о биосфере.
5. Границы биосферы. Парабиосфера. Геопространство.
6. Организованность биосферы как взаимодействие сил косной материи и
живого вещества.
7. Географическая организация биосферы: система суша-океан.
8. Географическая организация биосферы: деление материковых сегментов
суши.
9. Речные бассейны - главные звенья биосферы.
10. Гомеостаз как следствие взаимодействия сил косной материи и живого
вещества.
11. Газовая функция живого вещества.
12. Энергетическая функция живого вещества.
13. Транспортная и деструктивная функции живого вещества.
14. Водорегулирующая функции живого вещества.
15. Почвенно-элювиальная функции живого вещества.
16. Водоочистная функция живого вещества.
17. Концентрационная функции живого вещества.
18. Цикл углерода через призму современного потепления климата.
19. Основные резервуары и потоки углерода органического вещества в
природе.
20. Антропогенное нарушение цикла углерода.
21. Цикл кислорода и его антропогенное нарушение.
22. Антропогенное нарушение гидрологического цикла.
23. Цикл азота и его антропогенное нарушение.
24. Цикл фосфора и его антропогенное нарушение.
25. Человечество как третья сила в природе.
26. Неустойчивая биосфера и устойчивое развитие.
27. Меры по смягчению воздействия стихийных бедствий на региональном
уровне.
28. Антропогенные и природно-антропогенные процессы.
29. Гомеостаз как следствие взаимодействия сил косной материи и живого
вещества.
30. Киотский протокол.
3.3. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
Литература
Базовый учебник:
1. Федорук, А.Т. Экология : учебное пособие [Электронный ресурс] / А.Т. Федорук. - 2-е изд.,
испр. - Минск : Вышэйшая школа, 2013. - 464 с. - ISBN 978-985-06-2312-6. - URL:
http://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=235686
Основная литература по дисциплине:
1. Иванов, В.П. Основы экологии [Электронный ресурс] / В.П. Иванов, О.В. Васильева. - СПб :
СпецЛит,
2010.
272
с.
ISBN
978-5-299-00450-2.
URL:
http://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=104917
2. Тулякова, О.В. Экология : учебное пособие [Электронный ресурс] / О.В. Тулякова. - М. :
Директ-Медиа,
2013.
182
с.
ISBN
978-5-4458-5884-3.
URL:
http://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=229845
Дополнительная литература по дисциплине:
1.
Пучков, Л.А. Человек и биосфера: вхождение в техносферу. Учебник для
вузов [Электронный ресурс] / Л.А. Пучков, А.Е. Воробьев. - М. : Московский
государственный горный университет, 2000. - 343 с. - ISBN 5-7418-0086-6. - URL:
http://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=79064
Экология : учебное пособие для бакалавров / под ред. А.В. Тотая. - 3-е изд. ; доп.
и испр. - М. : Юрайт, 2013. - 411 с. - Гриф. - ISBN 978-5-9916-2232-5. 2013
2.
Марфенин., Н.Н. Экология : учебник для студентов высших учебных
заведений, обучающихся по естественно-научным и гуманитарным направлениям
/ Н. Н. Марфенин. - М. : Академия, 2012. - 512 с. - Гриф. - ISBN 978-5-7695-79684. 2012
3.
Маврищев, В.В. Общая экология : курс лекций / В. В. Маврищев. - 3-е изд. М. ; Минск : ИНФРА-М : Новое знание, 2012. - 299 с. - ISBN 978-5-16-0046846(ИНФРА-М).- ISBN 978-985-475-435-2(Новое знание). 2012
4.
Коробкин, В.И. Экология : учебник для студентов бакалаврской ступени
многоуровнего высшего профессионального образования / В. И. Коробкин, Л. В.
Передельский. - 18-е изд. ; доп. и перераб. - Ростов н/Д : Феникс, 2012. - 601 с. Гриф. - ISBN 978-5-222-19822-3. 2012
5.
Биология с основами экологии : учебник / под ред. А.С. Лукаткина. - 2-е
изд. ; испр. - М. : Академия, 2011. - 400 с. - Гриф. - ISBN 978-5-7695-8089-5. 2011
6.
Петрова, Н.Н. Землеведение : учебное пособие / Н. Н. Петрова, Лихолат
Т.В., Соловьева Ю.А. - М. : Форум, 2011. - 464 с. - МО. - ISBN 978-5-91134-467-2.
2011
7.
Шилов, И.А. Экология : учебник / И. А. Шилов. - 7-е изд. - М. : Юрайт,
2011. - 512 с. - Гриф. - ISBN 978-5-9916-0993-7. 2011
8.
Экология : учебное пособие / под общ. ред. А.В.Тотая. - М. : Юрайт, 2011. 407 с. - МО. - ISBN 978-5-9916-0810-7. 2011
9.
Наумов, Г.Б. Геохимия биосферы : учебное пособие для студентов высших
учебных заведений, обучающихся по геологическим и экологическим
специальностям / Г. Б. Наумов. - М. : Академия, 2010. - 384 с. - Гриф. - ISBN 9785-7695-5798-9. 2010
10. Бродский, А.К. Общая экология : учебник / А. К. Бродский. - 4-е изд. ; стер.
- М. : Академия, 2009. - 256 с. - МО. - ISBN 978-5-7695-6191-7. 2009
11. Передельский, Л.В. Экология : учебник / Л. В. Передельский, Коробкин,
В.И., Приходченко, О.Е. - М. : Проспект, 2007. - 512 с. - ISBN 978-5-482-01367-0.
2007
12. Андреева, Т.В. Экология в вопросах и ответах : учебное пособие / Т. В.
Андреева. - М. : Проспект, 2007. - 184 с. - ISBN 13978-5-482-01165-2. 2007
13. Белоус, Д.А. Радиация, биосфера, технология / Д. А. Белоус. - СПб. : ДЕАН,
2004. - 448 с. 2004
Рекомендации по использованию Интернет-ресурсов и других электронных
информационных источников:
- популярный сайт о фундаментальной науке http: // elementy. ru;
- сайт Института мировых природных ресурсов http: // www.wri.ore
- сайт Программы ООН по окружающей среде http: // www.unep.org
- сайт Всемирной Продовольственной и Сельскохозяйственной Организации
http: // www.fao.org
- catalog.iot.ru – каталог образовательных ресурсов в сети Интернет
-http://www.seds.org/galaxy/ (Солнечная система)
-http://bang.lanl.gov/solarsys/ (Солнечная система)
Перечень
рекомендуемых
обучающих,
справочно-информационных,
контролирующих и прочих компьютерных программ, используемых при
изучении дисциплины:
Название рекомендуемых по разделам и
темам программы технических и
компьютерных средств обучения
Наименование
№ п/п
1
Тестирующая программа
Тестер знаний
3.4. Материально-техническое обеспечение дисциплины (модуля)
Компьютерные классы, оснащенные компьютерами с выходом в Интернет и
в локальную сеть Тверского института экологии и права, мультимедийный
проектор, а также принтеры, сканеры и ксероксы.
Эколого-химическая лаборатория включает:
торсионные весы, аналитические весы, лабораторная мебель, гигрометр
психометрический ВИТ -С, психрометр, дозиметр, детектор-индикатор
радиоактивности « Квартекс» РД 8901,термометры, шумометр, барометр,
люксметр ТКА-ЛЮКС, тематические плакаты, кадаскоп, экран.
3.5. Методические рекомендации студентам по организации
самостоятельного изучения дисциплины, выполнения самостоятельной
работы
Самостоятельная работа по дисциплине «Учение о биосфере» проводится с
целью углубления и закрепления полученных в ходе лекционных занятий знаний
и приобретение навыков пользования рекомендованной литературой, навыков
научного исследования.
На самостоятельное изучение выносятся темы семинарских занятий.
Контроль самостоятельной подготовки осуществляется на семинарах в процессе
обучения.
3.6. Методические рекомендации для преподавателя
Преподавание учебной дисциплины «Учение о биосфере» строится на сочетании лекций,
практических занятий и различных форм самостоятельной работы студентов. Предусмотрены
аудиторные самостоятельные работы по основным темам курса, домашние контрольные работы
и серия домашних заданий по самостоятельной подготовке рефератов, проектов по вопросам
практического и прикладного характера, применению полученных знаний, навыков и умений в
сфере будущей профессиональной деятельности.