03.02.08 Экология (биологические науки)

Министерство образования и науки Российской Федерации
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Оренбургский государственный педагогический университет»
УТВЕРЖДАЮ
Проректор по научной работе
______________А.Г. Иванова
«23 » сентября 2011г.
ПРОГРАММА
ВСТУПИТЕЛЬНОГО ЭКЗАМЕНА
ПО СПЕЦИАЛЬНОСТИ
03.02.08 ЭКОЛОГИЯ (биологические науки)
Оренбург - 2011 г.
Программа составлена в соответствии с утвержденными ФГТ
и рекомендациями по формированию основных профессиональных
образовательных
программ
послевузовского
профессионального
образования.
Автор _________/ Л.Л. Демина, кандидат биологических наук, доцент
Программа одобрена на заседании кафедры зоологии, экологии и анатомии
от «23» июня 2011г., протокол № 10
Согласовано:
Зав. кафедрой _______________________ / А.В. Давыгора
Начальник УАДиПК____ ______________/ О.М. Мысенко
Предмет экологии. Место экологии в системе биологии
и естественных наук в целом. Структура и задачи современной экологии.
Экология как наука, охватывающая связи на всех уровнях организации
жизни:
организменном,
популяционно-видовом,
биоценотическом,
экосистемном, биосферном. Методы экологических исследований: полевые
наблюдения, эксперименты, теоретическое моделирование. Экология как
наука, познающая живой облик биосферы, и как мировоззрение
сосуществования человека с остальной природой. Введение термина
«экология» Э. Геккелем (1866) для обозначения науки о взаимодействиях
организма и среды. Экология как «физиология взаимоотношений»
в геккелевской системе биологических наук.
Среда и условия существования организмов. Среда жизни, среда
обитания,
местообитание.
Понятие
об
экологическом
факторе.
Классификация экологических факторов. Абиотические, биотические
и антропогенные факторы. Прямое и косвенное влияние. Деление факторов
на ресурсы и условия.
Закономерности действия экологических факторов. Оптимум
и пессимум. Лимитирующие факторы. Экологическая валентность,
толерантность и пластичность видов. Совокупное действие на организм
экологических факторов. Правило двух уровней адаптации.
Свет как важнейший экологический фактор. Действие разных
участков солнечного спектра на живые организмы. Экологические группы
растений по отношению к свету. Свет как условие ориентации животных.
Фотопериодизм как универсальная реакция живых организмов. Цирканные
и циркадные ритмы.
Температура
как
экологический
фактор.
Экологическая
валентность видов по отношению к температуре. Специфика теплового
режима растений. Специфика теплообмена у животных. Пойкилотермия,
гомойотермия и гетеротермия. Эмпирические правила К. Бергмана (1847)
и Дж. Аллена (1877), их экологический смысл. Способы регуляции
температуры тела у животных: химическая, физическая, поведенческая.
Эффективные температуры развития растений и пойкилотермных животных.
Влажность как экологический фактор. Роль влажности в жизни
наземных организмов. Экологические группы растений по отношению
к водному режиму: гидатофиты, гидрофиты, гигрофиты, мезофиты,
ксерофиты. Способы регуляции водного баланса у животных:
морфологические, физиологические, поведенческие. Совместное действие
температуры
и влажности.
Водная среда жизни. Общая характеристика гидросферы. Основные
экологические зоны океана. Специфика водной среды обитания.
Абиотические факторы водной среды и адаптации к ним организмов.
Экологические группы гидробионтов: планктон, нектон, бентос.
Экологическая специализация литоральных и глубоководных обитателей.
Экологическая роль биофильтраторов. Особенности адаптаций растений
и животных.
Наземно-воздушная среда жизни. Особенности наземно-воздушной
среды жизни. Основной комплекс факторов в этой среде. Адаптации к жизни
на суше в связи с низкой плотностью воздуха. Формы осадков и их
экологическая роль.
Почва как среда жизни. Почва как биокостное тело. Роль почвы
в эволюции наземного образа жизни членистоногих. Труды М.С. Гилярова.
Специфика почвы как трехфазной системы. Особенности температурного,
водного и воздушного режимов. Структурные компоненты почвы:
минеральная основа, органическое вещество, воздух, вода. Экологические
группы почвенных животных по степени связи с почвой: геобионты,
геофилы, геоксены. Экологическая специфика микро-, мезо- и макрофауны
почв.
Живой организм как среда жизни. Понятие о паразитизме.
Классификация паразитов по степени связи, времени контакта,
местоположению в организме хозяина. Сверхпаразиты, паразитоиды.
Морфологические,
физиологические,
биологические
адаптации
паразитических растений и животных.
Понятие жизненной формы. Формообразующее влияние факторов
среды на живые организмы. Конвергентное сходство отдельных органов.
Экологические спектры видов. Принцип экологической индивидуальности
Л.Г. Раменского. Проблемы экологических классификаций. Множественность
экологических классификаций и их критерии. Выделение жизненных форм
организмов как пример экологической классификации. Экологическая роль
конвергентного сходства. Адаптивная морфология видов. Разнообразие
классификаций жизненных форм. Жизненные формы растений по
классификации К. Раункиера и И.Г. Серебрякова. Жизненные формы
животных.
Понятие популяции в экологии. Основные популяционные
характеристики. Популяционная структура вида. Системные свойства.
Структура и динамика. Генеалогические, экологические и информационные
связи. Степень обособления и взаимосвязь популяций в пределах ареала вида.
Классификация популяций по Н.П. Наумову: элементарные, экологические,
географические.
Половая структура популяций. Первичное, вторичное и третичное
соотношение полов. Моногамия, полигамия, промискуитет. Половые
внутрипопуляционные группировки.
Возрастная структура в популяциях растений и животных.
Возрастной спектр ценопопуляций. Разнокачественность сезонных
возрастных когорт у животных. Возрастные внутрипопуляционные
группировки.
Пространственная
структура:
равномерный,
диффузный
и агрегированный тип распределения особей в пространстве. Факторы,
обусловливающие пространственную структуру популяции: биологические
свойства вида и особенности среды. Территориальность и формы ее
проявления у животных. Оседлый и кочевой образ жизни у животных.
Адаптивная роль территориальных отношений.
Этологическая структура популяции при одиночном, семейном,
колониальном, стайном и стадном образе жизни. Этологические механизмы
поддержания группового образа жизни животных. Эффект группы.
Генетическая структура, закон Харди-Вайнберга.
Динамика популяций. Численность и плотность популяций. Законы
роста популяций. Зависимость от плотности. Модифицирующие
и регулирующие факторы. Типы динамики численности. Колебательные
циклы.
Рождаемость, биотический потенциал (r). Экспоненциальный
и логистический типы роста численности популяции. Смертность:
минимальная и фактическая, кривые смертности. Расселение: эмиграция,
иммиграция. Дисперсия. Инвазия.
Экологические стратегии выживания. Основные типы стратегии
выживания у растений по А.Г. Раменскому. Сравнительная характеристика rи К-стратегов у растений и животных.
Гомеостаз популяций. Плотностнозависимые явления в популяциях
как механизм популяционного гомеостаза. Адаптивное значение жестких
форм внутривидовой конкуренции и их распространение в природе.
Самоизреживание у растений. Каннибализм у животных. Подавление
продуктами метаболизма. Смягченные формы внутривидовой конкуренции.
Территориальность как механизм снятия перенаселенности у животных. Роль
расселения в регуляции численности популяций, физиологические изменения
особей в связи с плотностью популяций. Стресс-реакция у млекопитающих.
Фазовость у насекомых. Дифференцированная выживаемость и изменение
половой и возрастной структуры популяций при разной плотности.
Множественность механизмов популяционного гомеостаза.
Биоценозы.
Понятие
о
биоценозе
(К.
Мебиус,
1877).
Принципиальные черты надорганизменных систем. Компоненты биоценоза,
биотоп. Типы связей между организмами в биоценозе. Видовая структура
биоценоза. Экотон. Показатели видового разнообразия. Виды доминанты и
эдификаторы. Консорции.
Пространственная
структура
биоценоза.
Вертикальная
и горизонтальная структура. Синузии, парцеллы. Специфика островных
биоценозов. Экологические ниши.
Биотические взаимоотношения. Биотическая среда. Типы
взаимосвязей организмов, их экологическое и эволюционное значение. Роль
трофических отношений и конкуренции в устойчивости сообществ. Симбиоз,
мутуализм, протокооперация. Синойкия и комменсализм. Отношения типа
«хищник - жертва», «паразит - хозяин». Механизмы регуляции численности
популяций в биоценозах. Математические модели Лотки – Вольтерры. Опыты
Г.Ф. Гаузе. Эволюционный аспект биотических взаимоотношений.
Экосистемы и биогеоценозы. Понятие об экосистемах (А. Тенсли,
1935). Учение о биогеоценозах (В.Н. Сукачев, 1940). Круговорот веществ
и трансформация энергии. Функциональные группы организмов: продуценты,
консументы, редуценты. Трофические цепи, их классификация. Трофические
сети. Трофические уровни. Деструкционные блоки экосистем, их структура
и значение.
Потоки вещества и энергии в экосистемах. Энергетический баланс
живого организма. Расход энергии в цепях питания. Правило 10%
Р. Линдемана. Экологические пирамиды численности, биомассы, и энергии.
Биологическая продуктивность. Валовая и чистая первичная
продукция.
Вторичная
продукция.
Классификация
экосистем
по продуктивности. Проблемы биологической продуктивности.
Динамика экосистем. Циклические и поступательные изменения
в сообществах. Первичная и вторичная сукцессии. Законы экологической
сукцессии. Дигрессии в биогеоценозах и их причины. Климаксные
экосистемы. Принцип «нулевого максимума».
Биосфера и ее границы. Типы вещества в биосфере: живое, костное,
биогенное, биокостное. Биосферные функции живого вещества.
Геологический и биотический круговорот. Круговорот углерода, азота,
кислорода, фосфора и серы. Продукционная и регуляторная функции
биосферы как основа жизнеобеспечения человечества. Биологический
круговорот веществ как основа стабильности.
Положение человека в биосфере. Способы взаимодействия
с природой. Понятие о ноосфере. Нарушения экологических законов как
причина экологических катастроф. Экологические проблемы современного
общества и пути выхода из экологического кризиса.
Проблема обеспеченности населения продовольствием. Соотношение
роста урожая и роста затрат (удобрений, пестицидов, энергии) на его
получение. Селекция, направленная на увеличение пищевой ценности
сельскохозяйственных культур. «Зеленая революция». Производство пищи
как биосферный процесс. Ограниченность земельных угодий и опасность их
деградации (ветровая и водная эрозия, заболачивание, засоление).
Опустынивание сельскохозяйственных земель, расположенных вне
гумидных зон.
Рекомендуемая литература
Основная:
1. Одум, Ю. Экология / Ю. Одум. Т. 1, 2. М. : Мир, 1986.
2. Пономарева, И. Н. Общая экология : учебное пособие для студентов
педагогических вузов / И. Н. Пономарева, В. П. Соломин,
О. А. Корнилова ; под общ. ред. проф. И. Н. Пономаревой. М.: Мой
учебник, 2005. 462 с.
3. Чернова, Н. М. Экология / Н. М. Чернова, А. М. Былова. М.: Дрофа,
2007.
4. Шилов, И. А. Экология / И. А. Шилов. М. : Высшая школа, 1997.
Дополнительная:
1. Бигон, М. Экология. Особи, популяции, сообщества / М. Бигон,
Дж. Харпер, К. Таундсен. Т. 1, 2. М.: Мир, 1989.
2. Вернадский, В. И. Биосфера / В. И. Вернадский. М.: Мысль, 1967.
3. Гальперин, М. В. Экологические основы природопользования /
М. В. Гальперин. М., 2003.
4. Горышина, Т. К. Экология растений / Т. К. Горышина. М.: Высшая
школа, 1978.
5. Гиляров, А. М. Популяционная экология / А. М. Гиляров. М.: Изд.
МГУ, 1990.
6. Джиллер, П. Структура сообществ и экологическая ниша / П. Джиллер.
М.: Мир, 1988.
7. Жигарев, И. А. Общая экология: задачи и упражнения / И. А. Жигарев,
О. Н. Пономарева, Н. М. Чернова. М. : Дрофа, 2001.
8. Работнов, Т. А. Фитоценология / Т. А. Работнов. М.: МГУ, 1983.
9. Уиттекер, Р. Сообщества и экосистемы / Р. Уиттекер. М.: Прогресс,
1980.
Вопросы вступительного экзамена в аспирантуру
для поступающих на специальность
03.02.08 Экология (биологические науки)
1. Содержание, предмет и задачи экологии. Подразделения экологии.
Краткая история становления экологии. Методы экологических
исследований.
2. Среда и условия существования организмов. Понятие об экологических
факторах, их классификация.
3. Закономерности действия экологических факторов. Закон оптимума,
закон ограничивающего фактора, закон толерантности и др.
4. Свет и его экологическое значение. Экологические группы растений по
отношению к свету. Свет как условие ориентации животных.
Фотопериодизм.
5. Температура и её экологическое значение. Пойкилотермные
и гомойотермные организмы и особенности влияния на них
температуры.
6. Влажность как экологический фактор, основные показатели влажности.
Экологические группы растений и животных по отношению к водному
режиму. Совместное действие температуры и влажности.
7. Общая характеристика водной среды и её абиотических факторов.
Экологические группы гидробионтов. Адаптивные особенности
водных растений и животных.
8. Общая характеристика наземно-воздушной среды, ее характерные
особенности. Атмосферные осадки, их экологическое значение.
9. Почва как среда жизни. Физические, химические и биологические
свойства почвы. Основные почвенные горизонты. Структурные
компоненты почвы: минеральная основа, вода, воздух и органическое
вещество. Роль живых организмов в почвообразовательном процессе.
Экологические группы почвенных организмов.
10.Живые организмы как среда жизни. Общая характеристика
паразитизма. Классификация паразитов. Особенности биологии
и морфофизиологических адаптаций паразитов.
11.Понятие о жизненной форме. Жизненные формы растений. Жизненные
формы животных.
12.Популяционная структура вида. Понятие о популяции.
13.Половая структура популяций. Первичное, вторичное, третичное
соотношение
полов.
Моногамия,
полигамия.
Половые
внутрипопуляционные группировки.
14.Возрастная структура популяций растений и животных. Типы
возрастных пирамид. Возрастные внутрипопуляционные группировки.
15.Пространственная структура популяций. Оседлые и номадные
животные. Территориальное поведение.
16.Этологическая структура популяций (при одиночном, семейном,
колониальном, стайном и стадном образе жизни).
17.Динамика популяций. Численность и плотность популяций.
Модифицирующие и регулирующие факторы. Типы динамики
численности популяций.
18.Плодовитость, смертность, расселение в популяциях. Типы
смертности. Дисперсия. Инвазия.
19.Специфика экспоненциального и логистического темпов роста
численности популяции.
20.Гомеостаз популяций. Популяция как саморегулирующаяся система.
21.Экологические
стратегии
выживания
видов.
Сравнительная
характеристика К- и r-стратегов.
22.Понятие биоценоза, его основные компоненты. Отношения организмов
в биоценозе. Видовая структура биоценоза. Основные показатели
видового разнообразия. Виды – эдификаторы и детерминанты.
Консортивные связи в биоценозах.
23.Пространственная структура биоценоза. Ярусность и мозаичность.
Экологическая
структура
биоценоза.
Викарирующие
виды.
Экологические ниши. Фундаментальная и реализованная ниши.
24.Типы биотических отношений: симбиоз, мутуализм, протокооперация,
комменсализм и синойкия.
25.Типы
биотических
отношений:
хищничество,
паразитизм,
полупаразитизм. Математические модели А. Лотки и В. Вольтерры.
26.Типы биотических отношений: конкуренция. Закон конкурентного
исключения Г.Ф. Гаузе.
27.Понятие об экосистемах и биогеоценозах. Функциональные группы
организмов в экосистеме. Пищевые цепи и сети. Типы пищевых цепей.
Трофические уровни.
28.Энергетика
экосистем.
Энергетический
баланс
продуцентов
и консументов. Правило десяти процентов Р. Линдемана.
Экологические пирамиды (численности, биомассы и энергии).
Продуктивность экосистем. Первичная и вторичная продукция.
29.Динамика экосистем: циклические и поступательные изменения.
Основные закономерности сукцессий. Специфика первичной
и вторичной сукцессии.
30.Биосфера и ее границы. Типы вещества в биосфере. Живое вещество
биосферы и его свойства. Функции живого вещества в биосфере.