Документ 2394067

1. Цели и задачи дисциплины.
Дисциплина Биологические системы криосферы предназначена для четвертого курса
специальности Гидрогеология и инженерная геология направлена на изучение
биологических систем в районах распространения вечной мерзлоты. Предмет основан на
знаниях полученных ранее в курсах общей биологии и экологии, а также смежных
дисциплин. В курсе лекций рассматриваются механизмы воздействия экстремальных
факторов среды Севера и возможные пути адаптации к ним живых организмов.
Сформировать у студентов понятие:
- о криосфере как экстремальной среде обитания живых организмов, механизмах
воздействия отрицательных температур на живые объекты и их адаптации.
- о процессах влияния наземного растительного покрова на промерзание и протаивание
грунтов.
- о специфике структуры и видового состава специфических биологических систем в
условиях криосферы.
2. Место дисциплины в структуре ООП:
Дисциплина Биологические системы криосферы относится к вариативной части
математического и естественного цикла. Она обеспечивает взаимосвязь всех изучаемых
естественнонаучных дисциплин. Изучение Биологических систем криосферы направлено на
формирование у студентов понятия о криосфере как среде обитания биологических систем.
3. Требования к результатам освоения дисциплины:
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций: ПК1, ПК-2, ПК-4, ПК-6,
В результате изучения дисциплины студент должен:
Знать: закономерности взаимодействия живого организма и окружающей среды, влияние
экстремальных условий Севера и механизмы адаптации к ним организмов, криосфера как среда
обитания организмов, особенности влияния растительного покрова на процессы промерзания и
протаивания грунтов, растительные системы как индикаторы условий среды.
Уметь: работать с гербарным материалом и определителями; составлять геоботанические
описания и давать названия растительным ассоциациям; самостоятельно работать со специальной
литературой и другими источниками информации.
Владеть: навыками составления и работы с гербарием, описания растительности, умением дать
название растительной ассоциации.
4. Объем дисциплины и виды учебной работы
Вид учебной работы
Аудиторные занятия (всего)
Всего
часов /
зачетных
единиц
28/0,74
Семестры
1
2
3
4
-
+
-
-
-
-
-
-
-
+
-
-
Практические занятия (ПЗ)
-
-
-
-
Семинары (С)
-
-
-
-
Лабораторные работы (ЛР)
-
-
-
-
В том числе:
Лекции
28/0,74
Самостоятельная работа (всего)
24/0,63
-
+
-
-
В том числе:
-
-
-
-
-
Курсовой проект (работа)
Расчетно-графические работы
Реферат (при наличии)
Другие виды самостоятельной работы
-
-
+
-
-
-
Вид промежуточной аттестации (зачет, экзамен)
экзамен
+
Общая трудоемкость
часы
52
зачетные единицы
1,37
Примечание: В соответствии с Типовым положением о вузе к видам учебной работы
отнесены: лекции, консультации, семинары, практические занятия, лабораторные работы,
контрольные работы, коллоквиумы, самостоятельные работы, научно-исследовательская
работа, практики, курсовое проектирование (курсовая работа). Высшее учебное заведение
может устанавливать другие виды учебных занятий.
Другие виды самостоятельной работы могут включать написание эссе, аннотаций,
докладов и т.п., а также подготовки к экзаменам и зачетам.
5. Содержание дисциплины
5.1. Содержание разделов и тем дисциплины
№
Наименование темы, краткое содержание
1.
Введение. Живое в условиях криосферы. Влияние комплекса
абиотических факторов в условиях Севера. Закономерности
взаимодействия организма со средой
Температура,
как
основной
лимитирующий
фактор.
Температурные диапазоны существования организмов. Влияние
низких температур на живые организмы. Иссушающее влияние
холода. Повреждение клеточных структур образующимися
кристаллами льда
Механизмы устойчивости биологических объектов к
воздействию низких температур. Устойчивость животных к
жизни при низких температурах. Температурные адаптации
(морфологические и физиологические). Скорость метаболизма.
Влияние температуры на развитие. Пассивная устойчивость.
Пойкилотермные
организмы.
Гомойтермные
организмы.
Механизмы терморегуляции.
Устойчивость растений к воздействию низких температур.
Повреждающее воздействие холода на растения. Пассивная
устойчивость.
Морфологические,
анатомические
и
физиологические
адаптации.
Границы
распространения
сельскохозяйственных растений. Зоны рискованного земледелия.
Морозоустойчивость. Зимостойкость. Заморозкоустойчивость.
Закаливание озимых культур. Селекция с.х. культур на
зимостойкость.
Растения индикаторы окружающей среды. Использование
видового состава растений в мониторинге окружающей среды.
Растения индикаторы многолетнемерзлых грунтов, уровня
2.
3.
4.
5
Кол-во часов,
о/з/з.с.
2/0/0
4/0/0
2/0/0
2/0/0
2/0/0
залегания подземных вод, кислотности почвы, плодородия и т.д.
Индикаторы установления фенологических времен года.
6.1. Вечная мерзлота как среда обитания микроорганизмов.
2/0/0
Группы микроорганизмов по отношению к температуре. Группы
организмов способных существовать в условиях вечной мерзлоты.
Механизмы
устойчивости
микроорганизмов
к
низким
температурам.
Приоритетные
направления
исследования
мерзлотных реликтовых микроорганизмов и их практическое
применение.
7.2. Гляциосфера, как среда обитания живых организмов. Условия
4/0/0
существования организмов в снегу и льдах. Явление «красного
снега». Живые организмы в снежном покрове, ледниках, наледях,
морском льду. Пути попадания организмов в ледовую среду
обитания и их адаптация. Природные льды как экосистема.
8.3. Влияние растительного покрова на тепловой режим почв.
2/0/0
Влияние растительности на промерзание и протаивание грунтов.
Отражение и пропускание солнечной энергии растительностью.
Влияние растительности на скорость ветра и турбулентный обмен
тепла между почвой и атмосферой, на динамику снежного
покрова, испарение влаги с поверхности почвы, задержку и сток
осадков, на влажность приземного слоя воздуха.
9.4. Основы фитоценологии растений. Геоботанические описания
4/0/0
растительных сообществ. Понятие
фитоценоз. Строение
фитоценоза (флористический состав, общая численность и масса
растительного населения (методы оценки обилия), состояние
особей каждого вида (возрастные спектры, жизненность),
структура
(вертикальное
и
горизонтальное
сложение).
Классификация
растительного
покрова.
Наименование
растительных
ассоциаций.
Сбор
гербарного
материала.
Морфологический анализ растений. Принцип работы с
определителями растений.
10. Тундровая зона. Геоклиматическая характеристика. Факторы
2/0/0
определяющие внешний вид растительности. Виды растений
доминантов. Южная субарктическая тундра. Подзона типичной
мохово-лишайниковой тундры. Подзона арктических тундр
11. Лесотундра. Таежная зона. Геоклиматическая характеристика.
2/0/0
Растения доминанты.
Содержание указывается в дидактических единицах. После каждой темы рекомендуется
указывать формируемые в этой теме компетенции.
5.2 Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми
(последующими) дисциплинами
№
п/п
1.
Наименование обеспечиваемых (последующих) дисциплин
Экологическая
геология
№ № разделов и тем данной дисциплины, необходимых
для изучения обеспечиваемых (последующих) дисциплин
(вписываются разработчиком)
7
8
9
5.3. Разделы (модули) и темы дисциплин и виды занятий
Наименование раздела дисциплины
Лекц. Практ. Лаб.
Зан.
Зан.
Семин.
СРС
Всего
2
-
-
-
-
2
4
-
-
-
-
4
4
-
-
-
-
4
2
-
-
-
4
6
2
-
-
-
6
8
2
-
-
-
-
2
4
-
-
-
4
8
2
-
-
-
4
6
9.8.
Введение.
Живое
в
условиях
криосферы.
Температура,
как
основной
лимитирующий фактор.
Механизмы
устойчивости
биологических
объектов
к
воздействию низких температур.
Устойчивость
растений
к
воздействию низких температур.
Растения индикаторы окружающей
среды.
Вечная
мерзлота как
среда
обитания микроорганизмов.
Гляциосфера, как среда обитания
живых организмов.
Влияние растительного покрова
на тепловой режим почв.
Основы фитоценологии растений.
4
-
-
-
6
10
10.
Тундровая зона.
2
-
-
-
2
4
11.
Лесотундра. Таежная зона.
2
2
4
№
п/п
1.
2.
3.
4.
5.
6.5.
7.6.
8.7.
6. Перечень семинарских, практических занятий или лабораторных работ
- не предусмотрены
7. Примерная тематика курсовых проектов (работ) (при наличии)
- не предусмотрены
8. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины:
а) федеральные законы и нормативные документы (при наличии)
- не предусмотрено
б) основная литература
1. Шилов И.А. Экология [Текст]: учебник для студентов биологических и
медицинских специальностей вузов / И. А. Шилов. - 4-е изд., стереотип. - М.:
Высшая школа, 2003. - 512 с.: ил. - Список лит.: с. 498-510.
2. Миркин Б.М. Основы общей экологии [Текст]: учебное пособие для студентов
вузов, обучающихся по естественнонаучным специальностям / Б. М. Миркин, Л. Г.
Наумова. - М.: Университетская книга, 2005. - 240 с.
3. Агаханянц О.Е. Биогеография с основами экологии [Текст]: учебное пособие для
студентов географических и биологических специальностей вузов / О. Е.
Агаханянц, И. И. Кирвель. - Минск: Технопринт, 2005. - 464 с. - Список лит. Предм. указ.: с. 420.
в) дополнительная литература
Тупикин Е.И. Общая биология с основами экологии и природоохранной
деятельности [Текст]: учебное пособие / Е. И. Тупикин. - М.: ПрофОбрИздат, 2001.
- 379 с.: ил. - (Профессиональное образование). - Список лит.: с. 366-367 (42 назв.) Предм. указ.: с. 368-371
5. Хименков А.Н. Введение в структурную криологию [Текст]: научное издание /
А. Н. Хименков, А. В. Брушков; РАН, Институт геоэкологии. - М.: Наука, 2006. 280 с.
г) программное обеспечение – не предусмотрено
4.
д) базы данных, информационно-справочные и поисковые системы
- студенты в процессе самостоятельной работы набирают на компьютере тексты
рефератов, могут оформлять в компьютерном варианте домашние задания;
- в качестве справочного материала используются локальные сети, Internet;
- студентам может выдаваться дополнительная учебная информация на электронных
носителях
9. Материально-техническое обеспечение дисциплины:
Мультимедийное оборудование.
10. Образовательные технологии:
Мультимедийные лекции, электронное тестирование, электронные лекции и учебнометодические указания.
11. Рейтинговая оценка знаний студентов
Рейтинговая система оценки
по курсу Биологические системы криосферы для студентов 4 курса
специальности 011400 – ГЕОЛОГИЯ
на 8 семестр
Таблица 1
Максимальное количество баллов за каждую текущую аттестацию
1 срок предоставления
результатов текущего
контроля
0-22
2 срок
3 срок
предоставления
предоставления
результатов текущего результатов текущего
контроля
контроля
0-55
0-100
Итого
100
Таблица 2
№
1
2
3
4
5
6
7
8
Виды контрольных мероприятий
Работа на лекциях
Выполнение практических работ
Итоговый тест по теме
ИТОГО (за раздел, тему, ДЕ)
Работа на лекциях
Выполнение практических работ
Итоговый тест по теме
ИТОГО (за раздел, тему, ДЕ)
Работа на лекциях
Выполнение практических работ
Баллы
0-6
0-6
0-10
0-22
0-6
0-10
0-17
0-33
0-6
0-10
№ недели
1-4
1-4
5
5-9
5-9
10
11-15
13
9
10
Защита реферата
Итоговый тест по теме
ИТОГО (за раздел, тему, ДЕ)
ВСЕГО
0-9
20
45
100
14,15
16
12. Оценочные средства (ОС):
12.1. Оценочные средства для входного контроля (могут быть в виде тестов с закрытыми
или открытыми вопросами).
Вопросы по курсу «Биологические системы криосферы»
1. Понятие о среде. Факторы среды и их классификация.
2. Закономерности взаимодействия организма и среды. Правило оптимума.
3. Правило экологической индивидуальности видов.
4. Комплексное воздействие факторов на организм.
5. Что такое адаптация. Типы адаптации.
6. Правило предварения.
7. Закон минимума.
8. Закон ограничивающих факторов.
9. Закон толерантности.
10. Температурные пределы распространения живых организмов. Правило ВантГоффа.
11. Оптимум и пессимум. Сумма эффективных температур.
12. Адаптации растений к тепловому режиму.
13. Адаптации растений к высоким температурам.
14. Холодостойкость, морозостойкость, льдоустойчивость растений.
15. Реакции животных на тепловой режим.
16. Гомойтермность и пойкилотермность. Химическая и физическая терморегуляция у
животных.
17. Правило Бергмана и правило Аллена (приведите примеры).
18. Правило Глогера (приведите примеры).
19. Спячка. Значение ее для животного. Типы спячки.
20. Физиологические изменения во время спячки. Периодические пробуждения во
время спячки.
21. Значение снежного покрова в жизни животных.
22. Приспособление животных к жизни в условиях глубокого снежного покрова.
23. Живые организмы ледников и снежного покрова. Лед как среда жизни живых
организмов.
24. Живые организмы наледей и морских льдов. Адаптация к окружающей среде
обитания.
25. Фитоценоз. Признаки, характеризующие фитоценоз.
26. Количественное соотношение видов в фитоценозе и методы их изучения.
27. Возрастной спектр фитоценоза. Возрастные состояния растений.
28. Классификация растительного покрова. Название растительной ассоциации.
29. Геоботанические описания.
30. Характеристика тундровой зоны.
31. Подзона арктических тундр.
32. Подзона типичной мохово-лишайниковой тундры.
33. Южная субарктическая тундра.
34. Характеристика лесотундры.
35. Характеристика таежной зоны.
36. Подзона западносибирской тайги.
37. Подзона восточносибирской тайги.
38. Криолитозона как среда распространения микроорганизмов.
39. Группы микроорганизмов по отношению к температуре. Особенности
психрофильных микроорганизмов.
40. Современные направления исследования реликтовых микроорганизмов.