МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Саратовский государственный университет Биологический факультет УТВЕРЖДАЮ Проректор по учебно-методической работе _________________ Е.Г. Елина "____" ______________ 2012 г. Программа учебной практики (ботанической) Специальность 020501 - Биоинженерия и биоинформатика Квалификация выпускника Специалист Форма обучения очная Саратов, 2012 1. Цели учебной ботанической практики Целями учебной практики является закрепление и расширение знаний по пройденному теоретическому курсу высшие растения и морфология растений, ознакомление с методами геоботанических исследований и закрепление полученных знаний на практике. В полевой период изучаются основные типы растительности, а также почвы, проводится отбор образцов почв и камеральная обработка полевых материалов. 2. Задачи учебной практики по ботанике Задачами учебной практики ботанической являются: 1. Знакомство с крупнейшими семействами высших растений и основными компонентами растительного покрова Саратовской области. 2. Изучение видов местной флоры, представляющих интерес с точки зрения систематики, биологии и экологии, роли в образовании растительных сообществ. 3. Овладение навыками гербаризации (техникой сбора, сушки, монтировки гербария) и определения растений. 4. Приобретение навыков самостоятельных наблюдений растений в природе, обращая внимание на особенности места их обитания, выделяя приуроченность видов к определенным условиям среды, степень зависимости от этих условий, приспособления к ним растений и их реакции на изменение среды обитания. 5. Знакомство с различными экологическими группами растений, их представителями, особенностями их строения и жизни. 6. Знакомство с морфо-биологическими и экологическими особенностями лекарственных растений района практики. 7. Знакомство с редкими и исчезающими растениями, занесенными в Красную книгу Саратовской области. 8. Знакомство с основными типами ландшафтов района практики. 9. Формирование умений и навыков полевого выявления растительных сообществ, анализа флористического и фитоценотического разнообразия; 10. Усвоение студентами методов полевых геоботанических исследований и выработка соответствующих практических навыков при описании растительности, почв, рельефа. 11. Изучение роли экологических и антропогенных факторов в формировании и распределении растительных сообществ; 3. Место учебной практики в структуре ООП специалитета Практика проводится на втором курсе. Длительность практики 6 недель. Учебная практика по ботанике базируется на курсах «Ботаника», «Математические методы в биологии». Прохождение данной практики является предшествующим для дисциплин «Экология», «Промышленная биотехнология», «Экологическая биотехнология», «Мировые генетические ресурсы». 4. Формы проведения учебной ботанической практики Полевая, лабораторная. 5. Место и время про ведения учебной практики Практика проходит в окрестностях города Саратова и в Саратовской области, обработка собранного биологического материала проводится в лаборатории. Продолжительность практики – 36 дней: 6 дней – весенняя практика, 30 дней – летняя практика). 6. Компетенции обучающегося, формируемые в результате прохождения учебной практики В результате прохождения данной учебной практики обучающийся должен приобрести следующие практические навыки, умения, универсальные и профессиональные компетенции: ПК-8, ПК-22. - способностью на научной основе организовать свой труд, владением методами сбора, хранения систематизации и обработки информации, в том числе статистическими и компьютерными методами, применяемыми в сфере его профессиональной деятельности (ПК-8); - способностью проводить наблюдения, описания, идентификацию и классификацию биологических объектов с целью формирования представлений о многообразии животного и растительного мира ценностной ориентации на охрану жизни и природы (ПК-22); В результате прохождения практики обучающийся должен: знать: - биологические особенности растений различных фитоценозов (лес, степь, луг и др.); - различные жизненные формы и экологические группы растений в районе проведения практики; – таксономическую принадлежность наиболее распространенных представителей флоры высших растений региона исследования; - редкие и исчезающие растениями, занесенными в «Красные книги» Саратовской области и России, знать растения из флоры района практики, нуждающиеся в охране. уметь: – работать с различными типами определителей растений; – анализировать морфологические особенности растений, делать их описания, составлять формулы и диаграммы цветков; владеть: - навыки определения, гербаризации и коллекционирования растений - полевыми и лабораторными методами исследования беспозвоночных животных. - навыки приблизительной хозяйственной оценки растительного покрова на основе его ботанического анализа. 7. Структура и содержание учебной практики Общая трудоемкость учебной практики составляет 9 зачетных единиц, 324 часа. 7.1. Структура практики Обработка материала Самостоятельная работа студентов 1 2 1 Подготовительный этап. Инструктаж по технике безопасности. Цели и задачи практики. Методы полевых исследований. Работа с определителем. 1.1 Знакомство с весенней флорой. Изучение представителей семейств Rosaceae, Liliaceae. Формы текущего контроля Практические занятия Разделы (этапы) практики Лекции № п/п Виды учебной работы на практике, включая самостоятельную работу студентов и трудоемкость (в часах)* 3 6 4 - 5 - 6 - 7 - - 6 12 10 Устный опрос 1 2 1.2 Знакомство с флорой лесов и опушек. Изучение семейств Campanulaceae и Rubiaceae. 1.3 Знакомство с флорой степных биотопов, известняковых и песчаных обнажений. Изучение представителей семейства Caryophyllaceae. 1.4 Изучение в природе представителей отделов Equisetophyta и Polypodiophyta. 1.5 Экскурсия в Ботанический сад СГУ. Знакомство с лекарственными растениями, растениями – интродуцентами. 1.6 Оформление дневника по морфологии и систематике высших растений Отчет по первому разделу полевой практики по ботанике 2 Теоретические основы геоботаники. Подготовка оборудования. Знакомство с устройством и работой приборов для изучения микроклимата. 2.1 Характеристика лесной растительности и почв 3 - 4 6 5 12 6 10 7 - - 6 12 10 Устный опрос - 6 12 10 - 6 12 10 Устный опрос Устный опрос - - 12 - - - - - 6 - 4 - - - - - 12 6 10 2.2 Характеристика степной растительности и почв - 12 6 10 2.3 Характеристика луговой растительности и почв - 12 6 10 12 6 10 Устный опрос Устный опрос Устный опрос Устный опрос 12 6 8 - 12 2.4 Характеристика прибрежно-водной растительности. Экологические ряды растительности 2.5 Характеристика растительности и почв засоленных местообитаний 2.6 Оформление дневника по геоботанике Отчет по второму разделу полевой практики по ботанике Промежуточная аттестация ИТОГО: 10 Устный опрос 6 90 114 110 Зачет 324 ч. 7.2. Содержание практики Введение. Ознакомление с техникой безопасности при прохождении полевой практики. Цели и задачи практики, план проведения практики. Методика сбора и сушки растений, методика морфологического описания растений. Понятие о жизненных формах и экологических группах. Экскурсия «Раннецветущие растения» Цель экскурсии: - на природном материале познакомиться с видовым составом раннецветущих растений, их биологическими и морфологическими особенностями. Под раннецветущими растениями понимают группу древесных, кустарниковых и травянистых видов, цветение которых начинается в конце апреля – начале мая. Экскурсия "Растения леса" Цель экскурсии: - на природном материале познакомиться и изучить систематический состав, облик, особенности морфологии и экологии растений леса. Рассмотреть дерево и кустарник как жизненные формы. Распускание почки и развитие из нее побега. Типы побегов. Нарастание и ветвление. Годичная периодичность в жизни деревьев. Определение возраста дерева и кустарника. Эколого-морфологические различия листьев. Световые и теневые листья. Корневые системы. Цветение и плодоношение, семена и плоды деревьев и кустарников. Проростки. Вегетативное размножение и возобновление деревьев и кустарников. Хозяйственное использование местных деревьев и кустарников. Разнообразие жизненных форм многолетних лесных трав. Возобновление и формирование системы побегов. Способы перезимовки, положение почек возобновления. Длительность жизни многолетних трав. Вегетативное размножение. Цветки и соцветия. Плодоношение, морфология плодов и семян, приспособления к распространению. Ядовитые и лекарственные виды; виды, нуждающиеся в охране. Важнейшие биологические особенности и отличия видов, живущих под пологом хвойных и лиственных лесов. В ходе экскурсии составляется список цветковых растений, характерных для лесных сообществ; отмечается их морфологические особенности. При детальном знакомстве выявляется разнообразие их жизненных форм; подразделение на экологические группы: по отношению к световому режиму в лесу; по срокам цветения и способам опыления; по приспособлениям к распространению плодов и семян. Самостоятельная работа студентов на этой экскурсии может состоять в морфологическом изучении и описании растений разных жизненных форм или же в наблюдениях за цветением и плодоношением, вегетативным и семенным размножением, экологической приуроченностью тех или иных видов и пр. Экскурсия «Растения степи» Цель экскурсии: - на природном материале познакомиться с видовым составом степи, их биологическими и морфологическими особенностями и ролью в составе растительного покрова. Особенности жизненных форм злаков: 1) общее строение куста (дернины): удлиненные и укороченные побеги; число вегетативных и генеративных побегов в кусте (дернине), плотность их расположения, порядок возникновения (оси первого, второго и последующих порядков); 2) строение отдельного побега (вегетативного, генеративного): число узлов, длина междоузлий на протяжении побега, форма листьев, отличия их в нижних и верхних узлах, низовые листья; 3) зоны кущения отдельных побегов, общая характеристика кущения у данного вида; 4) строение соцветия (сложный колос, метелка) и отдельного колоска (число цветков); 5) особенности цветения, опыления или плодоношения, которые удалось наблюдать; 6) черты приспособления к условиям увлажнения (мезофитные, гигрофитные, ксерофитные злаки - особенности формы листа, опушение и пр.). Фенологические смены (смены аспектов) в течение вегетационного периода. В ходе экскурсии составляется список цветковых растений, характерных для степных сообществ; отмечается их морфологические особенности. При детальном знакомстве выявляется разнообразие их жизненных форм; подразделение на экологические группы: по отношению к световому режиму в лесу; по срокам цветения и способам опыления; по приспособлениям к распространению плодов и семян. Самостоятельная работа студентов на этой экскурсии может состоять в морфологическом изучении и описании злаков разных жизненных форм или же в наблюдениях за цветением и плодоношением, вегетативным и семенным размножением, экологической приуроченностью тех или иных видоврастений и пр. Экскурсия «Растения луга» Цель экскурсии: расширить представление о флористическом разнообразии и типах жизненных форм растений флоры луговых сообществ; познакомиться с их морфологическими особенностями. Познакомиться с особенностями условий жизни растений на лугах: освещения, водоснабжения. Основные жизненные формы луговых растений. Длинно- и короткокорневищные, кистекорневые, рыхлокустовые, плотнокустовые, стержнекорневые, корнеотпрысковые многолетние растения. Монокарпики и поликарпики, однолетние и двулетние. Строение надземных и подземных органов. Кущение и его типы. Особенности корневых систем у бобовых. Вегетативные возобновление и размножение. Цветки, соцветия; типы плодов; приспособления к распространению плодов и семян. Семенное размножение. Ядовитые и лекарственные растения. В ходе экскурсии составляется список цветковых растений, характерных для луговых сообществ; отмечается их морфологические особенности. При детальном знакомстве выявляется разнообразие их жизненных форм; подразделение на экологические группы: по отношению к световому режиму в лесу; по срокам цветения и способам опыления; по приспособлениям к распространению плодов и семян. Самостоятельная работа студентов на этой экскурсии может состоять в морфологическом изучении и описании растений луга или же в наблюдениях за цветением и плодоношением, вегетативным и семенным размножением, экологической приуроченностью тех или иных видов и пр. Экскурсия «Водные и прибрежные растения» Цель экскурсии: познакомиться с особенностями морфологии водных и прибрежных растений в зависимости от среды обитания, видовым составом и некоторыми чертами биологии. Составить список водных и прибрежных растений района практики. Погруженные, плавающие, полуводные и береговые растения. Специфические черты мест их обитания и приспособительные черты строения: изменчивость в связи с изменением экологической обстановки. Анатомическое строение стеблей и листьев. Приспособления к перезимовке. Вегетативное размножение. Биология цветения и плодоношения. Жизненные формы растений низинных и верховых болот. Способы нарастания и отмирания. Размножение. Насекомоядные растения. Самостоятельная работа студентов на этой экскурсии может состоять в морфологическом изучении и описании прибрежно-водных и водных растений или же в наблюдениях за цветением и плодоношением, вегетативным и семенным размножением, экологической приуроченностью тех или иных видов и пр. Экскурсия «Сорные и культурные растения» Цель экскурсии: познакомиться с сорными и культурными растениями как биологической и экологической группой растений; изучить морфологию и биологию отдельных видов. Общее представление о сорных растениях, их классификация. Понятие о сегетальных сорняках и рудеральных растениях. Адвентивные виды. Сорные растения как специализированная экологическая группа. Энергия семенного и вегетативного размножения. Способы борьбы с сорняками. Облигатные и факультативные сорняки. Жизненные формы рудеральных растений. Их экология, способы расселения, размножения. Принадлежность сорняков к семействам цветковых растений. Морфологические отличия, хозяйственное значение, цикл развития и основные экологические особенности зерновых, овощных, плодово-ягодных, технических кормовых, лекарственных и декоративных и других растений, возделываемых в районе практики. Самостоятельно на этой экскурсии студенты могут выполнить детальные морфолого-биологические описания отдельных видов, провести наблюдения за их размножением: семенным (подсчет семенной продуктивности, наблюдения за развитием всходов) или вегетативным (установление глубины залегания почек возобновления, сроков и условий, при которых они трогаются в рост, и пр.). В результате работы должен быть составлен общий список сорных и культурных растений района практики с распределением видов по семействам, хозяйственным и биологическим группам. Экскурсия « Споровые растения» Цель экскурсии: познакомиться со споровыми растениями как биологической и экологической группой растений; изучить морфологию и биологию отдельных видов. Изучить мхи (напочвенные и эпифитные). Папоротникии их жизненные формы, их вегетативное размножение, размножение спорами. Хвощи. Дифференциация побегов, вегетативное размножение. Плауны: общий облик, образ жизни. Лишайники, их морфология и местообитание. Самостоятельно на этой экскурсии студенты могут выполнить детальные морфолого-биологические описания отдельных видов споровых растений, провести наблюдения за их размножением. 8. Образовательные, научно-исследовательские и научно-производственные технологии, используемые на учебной практике За период прохождения практики студент осуществляет небольшую научноисследовательскую работу. Цели и задачи определяются в процессе беседы совместно с руководителем практики. Составляется план выполнения полевых работ, и обозначаются основные направления деятельности студента методом постановки проблемных задач. Предусмотрены индивидуальные и бригадные задания. 9. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов на учебной практике. На самостоятельное изучение студентов в рамках данной практики выносятся вопросы по теоретическим аспектам изучения разных типов экосистем и их отдельных компонентов (флора, растительность, почвы), физико-географическая характеристика района проведения практики, изучение представителей отдельных семейств, морфологических особенностей ряда видов, работа по определению некоторых растений. 10. Формы промежуточной аттестации (по итогам практики) В конце каждого учебного дня руководитель практики делает отметки в дневнике студента о выполнении предусмотренного объема работы. После каждой экскурсии проводится промежуточный отчет, где по гербарию студенты должны знать русские и латинские названия растений, их систематическую принадлежность, экологические группы растений, сообщества, к которым приурочены эти растения, их медицинское и хозяйственное значение. Итогом практики является оформление дневника по полевой практике, в котором предусматривается наличие следующих разделов: введение, характеристика природных условий района проведения практики, материал и методика исследований, результаты собственных исследований, заключение, список использованной литературы. Каждый студент во время практики отчитывается по следующим разделам: знание видов растений лесных, степных, луговых и т.д. местообитаний; методы геоботанических исследований; теоретические основы геоботаники. 11. Учебно-методическое и информационное обеспечение учебной практики а) основная литература: 1.Болдырев В. А., Пискунов В. В. Полевые исследования морфологических признаков почв: Учеб. пособие для студентов биол. и геогр. фак. Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 2001. 42 с. 2.Еленевский А. Г., Радыгина В. И., Буланый Ю. И. Определитель сосудистых растений Саратовской области (Правобережье Волги). М.: Изд-во МПГУ, 2001. 278 с. б) дополнительная литература: 1.Летняя практика по геоботанике: Практическое руководство / Под ред. В.С.Ипатова. Л.: Изд-во Ленингр. ун-та, 1983. 176 с. 2.Полевая геоботаника (в 5 т.) / под общей редакцией Е. М. Лавренко и А. А. Корчагина. М., Л.: Изд-во АН СССР, 1959, 1960, 1964, 1972, 1976. 3.Полевая практика по экологической ботанике / Под ред. А.О.Тарасова. Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 1981. 90 с. 4.Сукачёв В.Н., Ларин И.В., Лавренко Е.М. Краткое руководство для геоботанических исследований. М.: Изд-во АН СССР, 1952. 5.Флора Юго-Востока европейской части СССР / Под ред. Б.А. Федченко. 6.Конспект флоры Саратовской области / Под ред. А.А. Чигуряевой. 7.Жизнь растений. В 6-ти т. /Гл. ред. Ал. А. Федоров. Т.5. Ч.1. Цветковые растения /Под ред. А.Л. Тахтаджяна. М.: Просвещение, 1980. 430 с. 8.Жизнь растений. В 6-ти т. /Гл. ред. Ал. А. Федоров. Т.5. Ч.2. Цветковые растения /Под ред. А.Л. Тахтаджяна. М.: Просвещение, 1981. 512 с. 9.Жизнь растений. В 6-ти т. /Гл. ред. Ал. А. Федоров. Т.6. Цветковые растения /Под ред. А.Л. Тахтаджяна. - М.: Просвещение, 1982. 543 с. 12. Материально-техническое обеспечение учебной практики Материально-техническое обеспечение: полигоны, лаборатории, специально оборудованные кабинеты, измерительные и вычислительные комплексы. Для прохождения практики необходимы следующие материалы и оборудование: Бинокуляры, лупы, препаравальные иглы, лезвия, гербарные папки, гербарные сетки, копалки, бумага для сушки растений, этикетки, приборы для измерения микроклиматических показателей различных сообществ, гербарные папки, рулетки, сантиметровые ленты, квадратные метры, эклиметры, лопаты, капельницы с 10-процентной соляной кислотой, мешочки и стаканчики для почвенных образцов, бланки описания почв и растительности. Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО № 66 от 17.03.2011 г. с учетом рекомендаций и Примерной ООП ВПО по специальности 020501 Биоинженерия и биоинформатика. Авторы: Доцент кафедры ботаники и экологии ______________ О.В. Седова Доцент кафедры ботаники и экологии ______________ В.В. Пискунов Доцент кафедры ботаники и экологии ______________ О.Н.Давиденко Программа одобрена на заседании кафедры ботаники и экологии биологического факультета СГУ от «___» _____________ 2012 года, протокол № ___. Подписи: Зав. кафедрой ботаники и экологии д.б.н., профессор ______________ В.А. Болдырев Декан биологического факультета д.б.н., профессор ______________ Г.В. Шляхтин