МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Саратовский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Саратовский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского
Биологический факультет
УТВЕРЖДАЮ
Проректор по учебно-методической работе
___________________Е.Г. Елина
"__" __________________20__ г.
Рабочая программа дисциплины
Проблемы современной биологии
Модуль 1. «Учение о биосфере и биоразнообразие Земли»
Направление подготовки
050100 Педагогическое образование
Профиль подготовки
Биология
Квалификация выпускника
Бакалавр
Форма обучения
очная
Саратов,
2011
1. Цели освоения дисциплины.
Ознакомление студентов с наиболее общими закономерностями, присущими
сообществам организмов;
Изучение закономерностей строения и распределения сообществ в зависимости от
условий среды.
2. Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата.
Цикл Б.3, курс по выбору, дисциплина осваивается в 3-8 семестрах.
Дисциплина состоит из 6 модулей, модуль 1. «Учение о биосфере и
биоразнообразие Земли» осваивается в 3 семестре.
Данный модуль логически и содержательно-методически связан с дисциплинами
«Ботаника», «Зоология», «Экология».
Знания, полученные в ходе освоения данного модуля, необходимы для изучения
дисциплины
«Экология»,
«Теория
эволюции»
и
подготовки
выпускной
квалификационной работы.
3 Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения модуля
Учение о биосфере и биоразнообразие Земли.
В процессе освоения дисциплины формируются компетенции профиля «Биология»
и компетенции: ОК-1, ОК-2, ОК-4, ПК-1, СК-1, СК-2, СК-3, СК-4, СК-5, СК-6, СК-7, СК-8.
владеет культурой мышления, способен к обобщению, анализу, восприятию
информации, постановке цели и выбору путей её достижения (ОК-1);
способен анализировать мировоззренческие, социально и личностно значимые
философские проблемы (ОК-2);
способен реализовывать учебные программы базовых и элективных курсов в
различных образовательных учреждениях (ПК-1);
владеет основными биологическими понятиями, знаниями биологических законов
и явлений (СК-1);
владеет знаниями об особенностях морфологии, экологии, размножения и
географического распространения растений, животных, грибов и микроорганизмов,
понимает их роль в природе и хозяйственной деятельности человека (СК-2);
способен объяснять химические основы биологических процессов и
физиологические механизмы работы различных систем и органов растений, животных и
человека (СК-3);
способен ориентироваться в вопросах биохимического единства органического
мира, молекулярных основах наследственности, изменчивости и методах генетического
анализа (СК-4);
владеет знаниями о закономерностях развития органического мира (СК-5);
способен понимать принципы устойчивости и продуктивности живой природы и
пути ее изменения под влиянием антропогенных факторов, способен к системному
анализу глобальных экологических проблем, вопросов состояния окружающей среды и
рационального использования природных ресурсов (СК -6);
способен применять биологические и экологические знания для анализа
прикладных проблем хозяйственной деятельности (СК -7);
способен
к
самостоятельному проведению
исследований, постановке
естественнонаучного эксперимента, использованию информационных технологий для
решения научных и профессиональных задач, анализу и оценке результатов лабораторных
и полевых исследований (СК – 8).
В результате освоения дисциплины обучающийся должен:
Знать:
- Теоретические основы и базовые представления наук, исследующих современную
организацию и функционирование биосферы, а также наук о разнообразии
биологических объектов;
- Основные географические закономерности распределения организмов и их
сообществ на земном шаре.
- Биологические основы классификации растительного мира; основы систематики
грибов, низших и высших растений.
Уметь:
- Излагать и критически анализировать базовую общепрофессиональную
информацию.
- применять ботанические и зоологические методы исследований (сбор,
идентификация, описание) при решении типовых профессиональных задач.
Владеть:
- комплексом лабораторных и полевых методов исследований.
- навыками самостоятельной работы со специальной литературой.
4. Структура и содержание дисциплины.
Общая трудоёмкость дисциплины составляет 34 зачетных единицы, 1224 часа.
Трудоемкость модуля 1. «Учение о биосфере и биоразнообразие Земли» составляет
9 зачетных единиц, 324 часа.
1
Самостояте
льная
работа
3
практическ
ие
Введение. Анализ
взаимодействия
биотических и
абиотических
компонентов
Виды учебной работы, включая
самостоятельную работу студентов
и трудоемкость (в часах)
Лекции
1
Раздел дисциплины
Семестр
№
п/п
Неделя семестра
4.1. Структура дисциплины.
2
6
10
Формы текущего
контроля успеваемости
(по неделям семестра)
Формы промежуточной
аттестации (по
семестрам)
устный
контроль
2
Концепция экосистемы
3
2-3
4
12
20
3
Распространение
организмов на Земле.
Ареалы
Флористическое и
фаунистическое
районирование Земли
Основные климатически
обусловленные группы
наземных экосистем
Охрана биосферы и
рациональное
использование
биологических ресурсов
Промежуточная
аттестация
3
4-6
6
18
30
3
7
2
6
10
устный
контроль
3
817
20
60
100
устный
контроль
3
18
2
6
8
устный
контроль
2
зачет
180
зачёт
4
5
6
Всего:
36
108
устный
контроль
устный
контроль
4.2. Содержание дисциплины
Раздел 1. Введение. Анализ взаимодействия биотических и абиотических
компонентов. Основные методы и подходы к изучению организмов и их сообществ.
Анализ взаимодействия биотических компонентов с абиотическими в специфических
условиях разных типов природно-территориальных комплексов.
Раздел 2. Концепция экосистемы. Круговорот вещества и поток энергии. Биосфера
и географическая оболочка. Обитаемая биосфера как экосистема Земли. Сравнение
понятия экосистемы с понятием биогеоценоза и различных ландшафтных категорий.
Характер связей в экосистеме. Потоки вещества и энергии. Превратимая энергия.
Информационные взаимодействия. Трофические связи, биомасса и продуктивность.
Трофические уровни и конкретные трофические группы. Прямые и косвенные
взаимодействия, регуляторная роль различных организмов.
Раздел 3. Распространение организмов на Земле. Ареалы. Факторы,
определяющие распространение организмов. Широтная зональность климатических
условий как основной фактор распределения сообществ. Высотная зональность
(поясность) и её наложение на схему широтной зональности. Интразональные и
экстразональные влияния. Комплекс палеогеографических факторов как основа
биогеографической региональности.
Конфигурация и структура ареалов. Неравномерность заселения ареала вида,
кружево ареала. Картографические изображения ареала и его структуры. Ареалы родов и
других высших таксонов.
Типизация ареалов. Группы сходных ареалов – по величине, характеру очертаний и
разрывов, приуроченности к определенным регионам. Космополитические ареалы,
узкоареальные эндемики.
Раздел 4. Флористическое и фаунистическое районирование Земли.
Классификация территориальных группировок организмов. Флористические и
фаунистическиё регионы как пример гомологической классификации. Классификация по
аналогическим признакам – приоритет по физиономическому сходству, по сходству в
функционировании. Жизненные формы и биологические группы.
Раздел 5. Основные климатически обусловленные группы наземных экосистем.
Основные климатически обусловленные группы наземных экосистем и их биоценозы.
Вечнозелёные
экваториальные
и
тропические
леса.
Географическое
распространение,
гигротермический
и
геохимический
режим.
Сообщества
фотоавтотрофов. Общий облик сообществ зелёных растений, богатство флористического
состава, ярусное строение, жизненные формы растений (лианы, эпифиты, удушители и
др.). Причины повышенного видового разнообразия. Взаимосвязи отдельных групп
организмов Региональные особенности состава биоценозов. Научное значение охраны
сообществ экваториальных лесов.
Дождезелёные тропические леса и саванновые редколесья. Границы
распространения, физико-географические условия существования сообществ. Сообщества
фотоавтотрофов. Жизненные формы растений. Ярусность, сезонная ритмика.
Региональные особенности биоценозов сезонных тропических лесов и саванновых
редколесий. Схемы потоков энергии и вещества. Традиционные и современные методы
земледелия и скотоводства.
Субтропические и умеренно теплые жестколистные, хвойные и лавролистные леса и
кустарники. Географическое распространение, гигротермический и геохимический режим.
Сообщества фотоавтотрофов. Общий облик сообществ зелёных растений, ярусная
структура, жизненные формы, сезонная ритмика, фитомасса и первичная продукция.
Глубина антропогенного воздействия, факторы разрушения исходных экосистем. Связи с
другими группами экосистем (лесными, степными и пустынными).
Тропические, субтропические и умеренно широтные пустыни, пустынные степи и
колючие ксерофитные заросли. Географическое распространение, гигротермический и
геохимический режим. Роль эдафических факторов в типологии пустынных биоценозов.
Сообщества фотоавтотрофов. Специфика аридных территорий.
Травянистые сообщества степей, прерий и пампасов. Географическое
распространение,
гигротермический
и
геохимический
режим.
Сообщества
фотоавтотрофов. Общий облик сообществ зелёных растений, ярусная структура,
жизненные формы, сезонная ритмика, фитомасса и первичная продукция. Высокое
плодородие и интенсивное освоение под земледелие.
Широколиственные и смешанные леса умеренных широт. Географическое
распространение,
гигротермический
и
геохимический
режим.
Сообщества
фотоавтотрофов. Общий облик, ярусная структура, жизненные формы, сезонная ритмика,
фитомасса и первичная продукция. Региональные особенности европейских,
дальневосточных
и
североамериканских
широколиственных
лесов
и
их
палеогеографическая интерпретация. Использование биологических ресурсов.
Хвойные и мелколиственные бореальные леса. Географическое распространение,
гигротермический и геохимический режимы. Сообщества фотоавтотрофов, их облик,
ярусная структура, жизненные формы, сезонная ритмика, фитомасса и первичная
продукция. Гетеротрофы первого и высших порядков. Основные природные и
антропогенные сукцессии. Использование биологических ресурсов.
Тундры. Географическое распространение, гигротермический и геохимический
режим. Сообщества фотоавтотрофов, их облик, ярусное строение. Жизненные формы и
биологические группы растений. Схемы потоков энергии и структуры трофической сети.
Использование биологических ресурсов.
Высокогорья. Географическое распространение, специфика гигротермического и
геохимического режимов. Роль инсоляции, эдафических факторов и экспозиции в
формировании сообществ. Общие закономерности вертикальной поясности. Сообщества
фотоавтотрофов, их облик, ярусная структура, жизненные формы, сезонная ритмика,
фитомасса и первичная продукция. Географическая изоляция как важный фактор в
формировании высокогорных сообществ.
Раздел 6. Охрана биосферы и рациональное использование биологических
ресурсов. Необходимость охраны биосферы как места существования человечества.
Возобновимые ресурсы биосферы и пути их рационального использования. Задачи
оптимизации условий среды в антропогенных экосистемах. Роль научного анализа и
прогнозирования в создании замкнутых по веществу саморегулирующихся
антропогенных экосистем. Охрана природы в России и зарубежных странах. Система
заповедников и национальных парков, охват ими разных типов биоценозов и разных
биофилотических областей. Тенденция развития теории и практики охраны биосферы.
Принцип поляризованной биосферы.
5. Образовательные технологии
В образовательном процессе используются основные формы работы в виде лекций
и практических занятий. На лекциях применяются мультимедийные презентации.
Текущий контроль знаний организован в виде опросов и устных докладов.
Самостоятельная
работа
студентов
подкреплена
учебно-методическим
и
информационным обеспечением, включающим учебники, учебно-методические пособия,
конспекты лекций, интернет-ресурсы.
6. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов.
Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной
аттестации по итогам освоения дисциплины.
Самостоятельная работа студентов включает подготовку к практическим занятиям,
работу с литературой для подготовки устных докладов.
Вопросы для текущего контроля
Тема 1. Анализ взаимодействия биотических и абиотических компонентов.
1. Основные понятия: природа, окружающая среда, факторы среды, экологические
факторы, флора, фауна, растительность, ареал и др.
2. Абиотические, биотические, антропогенные экологические факторы.
3. Примеры взаимодействия организма с различными экологическими факторами.
Тема 2. Концепция экосистемы.
1. Основные оболочки Земли.
2. Биосфера как экосистема Земли.
3. Круговорот вещества и поток энергии в экосистеме.
4. Трофические связи в экосистеме. Пищевые цепи.
5. Биомасса и продуктивность экосистемы.
Тема 3. Распространение организмов на Земле.
1. Природные зоны Земли. Их климатические характеристики.
2. Построение климадиаграмм для региона.
3. Способы построения ареала на карте.
4. Географический анализ флоры региона.
Тема 4. Флористическое и фаунистическое районирование Земли.
1. Флористические и фаунистические царства и другие регионы.
2. Царство, область, провинция, район – основные единицы районирования.
3. Принципы выделения единиц районирования.
4. Сравнение флористического и фаунистического районирования Земли.
Тема 5. Флористическое и фаунистическое районирование Земли.
4. Вечнозеленые экваториальные и тропические леса.
5. Дождезелёные тропические леса и саванновые редколесья.
6.
Субтропические и умеренно теплые жестколистные, хвойные и лавролистные
леса и кустарники.
7.
Тропические, субтропические и умеренно широтные пустыни.
8.
Травянистые сообщества степей, прерий и пампасов.
9.
Широколиственные и смешанные леса умеренных широт.
10.
Хвойные и мелколиственные бореальные леса.
11.
Тундры и высокогорья.
12.
Природные зоны Саратовской области
Тема 6. Охрана биосферы и рациональное использование её ресурсов.
1. Заповедники и национальные парки мира, России.
2. Система особо охраняемых природных территорий Саратовской области.
Вопросы для промежуточной аттестации
1. Предмет, задачи и значение биогеографии. Связи биогеографии с другими науками.
2. Широтная зональность климатических условий как основной фактор распределения
сообществ в горных системах.
3. Высотная поясность климатических условий как фактор распределения сообществ в
горных системах.
4. Капское флористическое царство. Географическое положение границы. Разнообразие
флоры.
5. Понятие об ареале. Конфигурация и структура ареалов. Картографическое
изображение ареала.
6. Биогеографическое районирование земного шара. Флористические царства и области
суши.
7. Дизъюнкции ареала. Изменение ареалов во времени. Очаги выживания. Реликты и
реликтовые ареалы.
8. Географическое видообразование.
9. Вечнозеленые тропические леса. Географическое распространение. Гигрометрический
и геохимический режим. Сообщества фотоавтотрофов.
10. Саванные редколесья. Границы распространения, физико-географические условия
существования сообществ. Жизненные формы. Ярусность. Сезонная ритмика.
11. Субтропические и умеренно теплые жестколистные леса. Географическое
распространение. Гигрометрический и геохимический режим. Ярусная структура.
Сезонная ритмика.
12. Тропические, субтропические и умеренно-широтные пустыни. Географическое
распространение. Гигрометрический и геохимический режим. Жизненные формы
растений. Сезонная ритмика.
13. Травянистые сообщества степей. Географическое распространение. Гигрометрический
и геохимический режим. Жизненные формы растений. Сезонная ритмика.
14. Пампасы. Географическое распространение. Гигрометрический и геохимический
режим. Жизненные формы растений.
15. Лиственные
леса
умеренных
широт.
Географическое
распространение.
Гигрометрический и геохимический режим. Ярусная структура. Жизненные формы
растений. Сезонная ритмика.
16. Тундры. Географическое распространение, гигрометрический и геохимический режим.
Жизненные формы и биологические группы растений (подушковидные, карликовые,
вечнозеленые, многолетники).
17. Кавказ. Высотная поясность. Климатические условия. Основные представители.
18. Природные зоны Саратовской области. Физико-географическая характеристика.
Основные представители биоты.
19. Особо охраняемые природные территории Саратовской области: национальный парк
«Хвалынский», памятники природы области.
20. Голарктическое флористическое царство. Географическое положение границы.
Разнообразие флоры.
21. Голантарктическое флористическое царство. Географическое положение границы.
Разнообразие флоры.
22. Неотропическое флористическое царство. Географическое положение границы.
Разнообразие флоры.
23. Пантропическое флористическое царство. Географическое положение границы.
Разнообразие флоры.
24. Австралийское флористическое царство. Географическое положение границы.
Разнообразие флоры.
6. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
7.
а) основная литература:
1. Абдурахманов Г.М., Криволуцкий Д.А., Мяло Е.Г.Биогеография. М., 2003 г. 473 с.
б) дополнительная литература:
1. Второв П.П., Дроздов Н.Н. Биогеография материков (пособие для учителей). М.:
Просвещение, 1974.
2. Воронов А.Т. Биогеография (с основами биологии). М.: Изд-во Моск. ун-та, 1995.
3. Алехин В.В., Кудряшов Л.В., Говорухин В.С. География растений с основами
ботаники. М.: Учпедгиз, 1961.
4. Бобринский Н.А. География животных. М., Учпедгиз, 1951.
5. Будыко М.И. Климат и жизнь. Л., Гидрометеоиздат, 1971.
6. Вальтер Г. Растительность земного шара. Т. 1-3. М.: Прогресс, 1968, 1974, 1975.
7. Воронов А.Г. Биогеография. Методические указания. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1971.
8. Гордеева Т.Н., Стрелкова О.С. Практический курс географии растений. М.:
Высшая школа, 1968.
9. Нейл У. География жизни. М.: Прогресс, 1973.
10. Леме Ж. Основы биогеографии. М.: Прогресс, 1976.
в) программное обеспечение и Интернет-ресурсы
Информационная система «Биоразнообразие России» / Зоологический институт
РАН, 2002 – 2003. http://www.zin.ru./biodiv/
Сайты журналов издательства МАИК Наука РАН:
Доклады Академии наук http://elibrary.ru/issues.asp?id=7781
Журнал общей биологии: http://elibrary.ru/issues.asp?id=7795&selid=674723
Известия РАН. Серия биологическая: http://elibrary.ru/issues.asp?id=7823
Природа: http://ras.ru/publishing/nature.aspx
Успехи современной биологии: http://elibrary.ru/issues.asp?id=7753
Экология: http://elibrary.ru/issues.asp?id=8276
8. Материально-техническое обеспечение модуля.
1. Мультимедийный проектор и ноутбук
2. Слайды.
3. географические карты, гербарные образцы
Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учётом рекомендаций
и Примерной ООП ВПО по направлению и профилю подготовки 050100 Педагогическое
образование.
Авторы:
Доцент кафедры ботаники и экологии
______________ Ю.И. Буланый
Программа одобрена на заседании кафедры ботаники и экологии биологического
факультета СГУ от 28 февраля 2011 года, протокол № 8.
Подписи:
Зав. кафедрой ботаники и экологии
д.б.н., профессор
______________ В.А. Болдырев
Декан биологического факультета
д.б.н., профессор
______________ Г.В. Шляхтин