Популяционная биология - Методический центр

I. Аннотация
1. Цель и задачи дисциплины
Целью освоения дисциплины является:
Целями освоения дисциплины является формирование способности
использовать представления о популяционно-видовом уровне организации
жизни, структуре вида, основных характеристиках популяции и основах
управления сообществами на популяционном уровне для решения задач
профессиональной деятельности.
Задачами освоения дисциплины (модуля) являются:
научно-исследовательская деятельность:
- освоение методов исследования половозрастной, пространственной,
генетической, экологической структур популяции;
- участие в проведении практических биологических исследований для освоения
методов изучения половозрастной, пространственной, генетической,
экологической структур популяции;
- анализ получаемой биологической информации с использованием современной
вычислительной техники;
- участие в разработке новых методических подходов для изучения структуры
природных популяций;
научно-производственная и проектная деятельность:
- участие в проведении биомониторинга популяций и оценке состояния
природной среды, планировании и проведении мероприятий по охране природы;
- участие в проведении полевых биологических исследований с целью
получения исходных характеристик популяций;
- обработка и анализ полученных данных о структуре и основных динамических
характеристиках популяции с помощью современных информационных
технологий;
- изучение основ управления популяциями.
2. Место дисциплины в структуре образовательной программы
Дисциплина относится к циклу Б1.В.ДВ – дисциплины базовой части,
формирующие общепрофессиональные компетенции, дисциплина по
выбору вариативной части
Дисциплина входит в базовую вариативную часть обязательных
дисциплин ООП «Биология» Б.1.В.ДВ.4 в модуль «Дисциплины по выбору»,
подраздел «Дисциплины по углублению общепрофессиональных компетенций».
Для освоения данной дисциплины необходимы знания, полученные в результате
изучения курсов – «Математика», «Физика», «Общая и аналитическая химия»,
«Ботаника», «Зоология», «Экология и рациональное природопользование»,
«Генетика», «Биоразнообразие растений для устойчивости биосферы»,
«Биоразнообразие животных для устойчивости биосферы». Знания, полученные
в рамках данного курса, используются при изучении дисциплин «Общая
биология», «Эволюция». 7-8 семестры.
2
3. Общая трудоемкость дисциплины составляет ____6___ зачетных единиц,
___216____ часов.
4. Планируемые результаты обучения по дисциплине
Формируемые
компетенции
способность
использовать
экологическую
грамотность и
базовые знания в
области физики,
химии, наук о Земле
и биологии в
жизненных
ситуациях;
прогнозировать
последствия своей
профессиональной
деятельности, нести
ответственность за
свои решения
(ОПК-2)
способность
понимать базовые
представления о
разнообразии
биологических
объектов, значение
биоразнообразия
для устойчивости
биосферы,
способностью
использовать
методы
наблюдения,
описания,
идентификации,
классификации,
культивирования
биологических
объектов (ОПК-3)
Требования к результатам обучения
В результате изучения дисциплины студент должен:
Знать: базовые представления в области физики,
химии, наук о Земле и биологии для планирования и
проведения работ и обработки результатов в
профессиональной деятельности
Уметь: прогнозировать последствия своей
профессиональной деятельности, нести
ответственность за свои решения
Владеть: методами обработки информации и
оформления результатов научно-исследовательской
работы для решения задач профессиональной
деятельности
Знать: организацию разнообразия биологических
объектов, значение биоразнообразия для устойчивости
биосферы
Уметь: использовать представления о разнообразии
биологических объектов и методах их исследования на
популяционном уровне организации для решения задач
профессиональной деятельности
Владеть: методами наблюдения, описания,
идентификации, классификации, культивирования
биологических объектов для решения задач
профессиональной деятельности
3
способность
применять базовые
представления об
основах общей,
системной и
прикладной
экологии, принципы
оптимального
природопользования
и охраны природы,
мониторинга,
оценки состояния
природной среды и
охраны живой
природы (ОПК-10)
Знать: базовые представления об основах общей,
системной и прикладной экологии, принципах
оптимального природопользования и охраны природы,
мониторинга, оценки состояния природной среды и
охраны живой природы
Уметь: выбирать и применять необходимые методы
оценки состояния природной среды и охраны живой
природы для решения задач профессиональной
деятельности
Владеть: приемами оценки состояния видов на
популяционном уровне
5. Образовательные технологии
1. Традиционные образовательные технологии
- Информационная лекция
- Практическое занятие
2. Технологии проблемного обучения
- Практическое занятие в форме практикума
- Кейс-технологии Метод ситуационного анализа (метод анализа конкретных
ситуаций, ситуационные задачи и упражнения; кейс-стадии). Игровое
проектирование.
3. Игровые технологии
- Деловая игра
4. Интерактивные технологии
- Лекция «обратной связи»
5.Информационно-коммуникационные образовательные технологии
- Лекция-визуализация
- Практическое занятие в форме презентации
6. Форма промежуточного контроля
экзамен.
7. Язык преподавания русский.
II. Структура дисциплины
4
1. Структура дисциплины для студентов очной формы обучения
Учебная программа – наименование Всего
разделов и тем
(час.)
7-ой семестр
«Популяционная
4
Введение в курс
биология»
Понятие «популяции». Общие свойства
популяции.
Целостность,
изолированность и многочисленность,
структурированность и полиморфность,
динамичность и уникальность.
Половозрастная структура популяции.
Первичное,
вторичное
третичное
соотношение
полов.
Возрастные
пирамиды.
Соотношение
разных
поколений, приплодов и возрастных
групп. Репродукционный возраст.
Пространственная
структура
популяции. Радиус репродуктивной
активности.
Внутрипопуляционные
группировки.
Мельчайшие
группировки особей.
Иерархия
пространственных
группировок.
Лабильность
внутрипопуляционных
группировок.
Топография
пространственных
группировок.
Группировки по питанию, по возрастнополовым особенностям, по способности
двигательной активности, по фенологии
Генетическая
и
экологическая
структура популяции.
Величина популяции и величина
некоторых природных популяций.
Выделение
популяции.
Факторы,
влияющие на величину популяции.
Контактная работа (час.)
Самосто
Практиче
Лекции
ятельна
ские
я работа
работы
(час.)
2
2
7
2
5
11
2
4
5
12
2
2
8
11
1
2
8
16
2
4
10
16
1
10
5
13
2
6
5
90
14
28
48
8-ой семестр
5
Диапазон колебаний численности.
Эффективная величина популяции.
Значение радиуса репродуктивной
активности.
Изоляция и связь между популяциями.
Пространственная изоляция.
Биологическая
изоляция.
Связь
популяций.
Популяция во времени. Основные
динамические
характеристики
популяции. Рождаемость, смертность,
мгновенная
скорость
роста.
Продолжительность
жизни.
Экспоненциальная
модель
роста
численности популяции.
Управление популяциями. Популяция
как единица эксплуатации.
Авторегуляция
численности
популяции. Популяция как единица
регулирования численности.
Популяция как единица охраны.
Популяция
как
единица
биомониторинга.
Итого
16
16
24
2
6
16
18
2
23
4
6
1
7
10
1
7
16
8
5
11
7
20
2
12
7
127
14
26
52
216
27
54
135
III. Фонды оценочных средств
1. Методические указания для обучающихся по освоению дисциплины
Рекомендации для подготовки к лабораторным занятиям
На лабораторных занятиях студенты знакомятся с некоторыми
традиционными и современными методами популяционной биологии; учатся
обрабатывать и интерпретировать данные, полученные в результате
лабораторных опытов и камеральной обработки материала.
Кроме того, студентам предлагаются задачи и упражнения, позволяющие студентам
применить теоретические знания на практике, наглядно ознакомиться с некоторыми
закономерностями, рассматриваемыми в разделах демэкология и популяционная
генетика.
6
Рекомендации для работы на лабораторных занятиях
На лабораторных занятиях студенты знакомятся с некоторыми методами
учета численности животных, не рассмотренными в курсе «Методика полевых
исследований»; методами получения и обработки информации о
половозрастной, пространственной, генетической и экологической структурах
популяций. Особое внимание уделяется методам исследования популяции как
элементарной единицы эволюции и единицы биомониторинга.
Прежде чем приступить к работе, студентам необходимо внимательно
выслушать объяснения и задания преподавателя, ознакомиться с целями,
задачами, а также с основными теоретическими положениями рассматриваемой
темы.
Работы оформляются в тетради с указанием темы, цели, задач исследования,
хода работ, математической обработкой данных (при необходимости) и
выводами. Нумерация таблиц в каждой работе внутренняя.
Рекомендации для подготовки к экзамену
При подготовке к экзамену студенту необходимо внимательно ознакомиться
со списком вопросов для экзамена и изучить весь необходимый теоретический
материал, используя конспекты лекций, учебники и учебные пособия из списков
основной и дополнительной литературы.
К дате назначенной консультации студенты должны подготовить вопросы по
темам, вызывавшим затруднения.
Рекомендации для выполнения заданий по самостоятельной работе
Большинство лабораторных работ невозможно выполнить в отведенное
аудиторное время. Математическая и графическая обработка данных
преимущественно
производится
студентами
самостоятельно.
Работа
выполняется в тетради для лабораторных работ с соблюдением выше
изложенных требований. Наличие тетради с выполненными лабораторными и
самостоятельными работами по всем пройденным темам является необходимым
условием допуска к экзамену.
Примеры заданий для самостоятельной работы
7
Тема 1
Пространственная структура популяции.
Территориальные отношения у ушастой круглоголовки.
Найти оптимальный способ графического изображения указанных
территориальных связей в популяциях ушастой круглоголовки. составить схему
территориальной структуры группировки.
Типичное обитание вида в Северо-Западных Кызылкумах – бархатные
пески. вся территория популяции поделена самцами на строго охраняемые и
слабо перекрывающиеся участки (средняя площадь 14,2 тыс.м2). Около
половины участка используется ежедневно (зона активности), остальная –
набегами. Участки самок гораздо меньше (1,1 тыс.м2), используются равномерно
и расположены по 1-2 в зонах забегов самцов. Взрослые особи нор не роют.
Неполовозрелые особи используют на территориях самцов и самок совсем
мелкие участки (160 м2) с норой в центре, охраняют их и часто меняют. Ряд
самцов имеет мелкие участки (4-5 тыс. м2). Часть половозрелых членов
популяции – неоседлые особи, мигрирующие через занятые территории.
Вопросы.
1. Объясните биологическую целесообразность указанных территориальных
отношений в популяциях ушастой круглоголовки.
2. Почему так велики индивидуальные участки оседлых особей?
3. Какую роль в популяции могут играть самцы, занимающие
мелкоразмерные участки, и какую – неоседлые особи?
4. Какова роль норы в жизни молодых круглоголовок?
5. Почему для них характерна частая смена участков?
Тема 2
Генетическая и экологическая структура популяции. Фенетический
метод изучения структуры популяций.
Цель: ознакомиться с фенетическим методом исследования структуры
популяций позвоночных животных на примере различий по межлопаточному
пятну нескольких микропопуляций травяной лягушки (Rana temporaria L.:
Ranidae).
Задачи:
1)
Выделить фены (варианты рисунка) межлопаточного пятна у лягушек из
разных микропопуляций;
2)
Описать фенофонды микропопуляций по составу и частоте встречаемости
фенов (в %);
3)
сопоставить фенофонды микропопуляций графическим методом;
4)
подтвердить различие популяций математическим методом.
8
Тема 3
Использование показателей стабильности развития популяций в целях
мониторинга здоровья среды
Цель: ознакомиться с использование показателей стабильности развития
популяций позвоночных животных на примере представителей разных
систематических групп.
Задачи:
1)
Выделить фены (варианты рисунка), меристические или другие признаки,
возможные для использования при оценке уровня стабильности развития у
животных из разных микропопуляций;
2)
Определить величину флуктуирующей асимметрии билатеральных
морфологических структур;
3)
сопоставить микропопуляции по величине интегрального показателя
флуктуирующей асимметрии; определить статистическую значимость
различий между выборками, используя t - критерий Стьюдента;
4)
провести бальную оценку величины интегральных показателей
стабильности развития для оценки последствий антропогенного воздействия на
среду
2. Текущий контроль успеваемости
Оценочные средства для проверки знаний
Примеры тестовых заданий
1. В ПОПУЛЯЦИИ 16% ЛЮДЕЙ ИМЕЮТ ГРУППУ КРОВИ N. ДОЛЯ ЛИЦ С ГРУППОЙ
КРОВИ МN В ЭТОЙ ПОПУЛЯЦИИ ПРИ УСЛОВИИ ПАНМИКСИИ БУДЕТ СОСТАВЛЯТЬ
1) 84%
2) 36%
3) 48%
4) 16%
2. ИСКУССТВЕННО СОЗДАННАЯ ПОПУЛЯЦИЯ СОСТОИТ ИЗ 60%
ГОМОЗИГОТ ПО АЛЛЕЛЮ А И 40% ГЕТЕРОЗИГОТ. КАКОВА ЧАСТОТА
РЕЦЕССИВНОГО ГЕНА В ЭТОЙ ПОПУЛЯЦИИ:
1)
2)
3)
4)
0,1
0,2
0,3
0,4
9
3. ЧАСТОТЫ ДОМИНАНТНОГО И РЕЦЕССИВНОГО АЛЛЕЛЕЙ В ГРУППЕ
ОСОБЕЙ, СОСТОЯЩЕЙ ИЗ 200 ГОМОЗИГОТ ВВ И 50 ГОМОЗИГОТ BB
СООТВЕТСТВЕННО БУДУТ
1)
2)
3)
4)
0,3 и 0,2
0,6 и 0,4
0,5 и 0,5
0,8 и 0,2
4. ГРУППА СОСТОИТ ИЗ 60% ОСОБЕЙ ГЕНОТИПА АА И 40% ГЕНОТИПА
АА. КАКОЕ СООТНОШЕНИЕ ГЕНОТИПОВ УСТАНОВИТСЯ ВО ВТОРОМ
ПОКОЛЕНИИ В ЭТОЙ ПОПУЛЯЦИИ ПРИ УСЛОВИИ ПАНМИКСИИ
1)
2)
3)
4)
50% АА : 50% аа
20%АА : 60%Аа : 20%аа
25%АА : 50%Аа : 25%аа
36%АА; 48%Аа; 16%аа
5. ПОПУЛЯЦИЯ СОСТОИТ ИЗ ТРЕХ ГЕНОТИПОВ - АА, Аа и аа В СООТНОШЕНИИ
1/4:1/2:1/4. В КАКОМ СООТНОШЕНИИ ВО ВТОРОМ ПОКОЛЕНИИ БУДУТ ПРЕДСТАВЛЕНЫ
ЭТИ ГЕНОТИПЫ ПРИ УСЛОВИИ САМООПЫЛЕНИЯ
1)
2)
3)
4)
1/4:1/2:1/4
7/16:1/8:7/16
3/8:1/4:3/8
0:1:0
6. В ПОПУЛЯЦИИ 16% ЛЮДЕЙ ИМЕЮТ ГРУППУ КРОВИ N.
ДОЛЯ ЛИЦ С ГРУППОЙ КРОВИ MМ В ЭТОЙ ПОПУЛЯЦИИ ПРИ УСЛОВИИ ПАНМИКСИИ
БУДЕТ СОСТАВЛЯТЬ
1)
2)
3)
4)
84%
92%
48%
36%
7. ИСКУССТВЕННО СОЗДАННАЯ ПОПУЛЯЦИЯ СОСТОИТ ИЗ 50% ГОМОЗИГОТ ПО
АЛЛЕЛЮ А И 50% ГЕТЕРОЗИГОТ. В КАКОМ ПОКОЛЕНИИ В ЭТОЙ ПОПУЛЯЦИИ
ПРОЯВИТСЯ РЕЦЕССИВНЫЙ ГЕН ПРИ УСЛОВИИ ПАНМИКСИИ
1)
2)
3)
4)
1
2
3
4
8. ЧАСТОТЫ ДОМИНАНТНОГО И РЕЦЕССИВНОГО АЛЛЕЛЕЙ В ГРУППЕ ОСОБЕЙ,
СОСТОЯЩЕЙ ИЗ 40 ГОМОЗИГОТ ВВ И 60 ГОМОЗИГОТ bb СООТВЕТСТВЕННО БУДУТ
1) 0,3 и 0,2
10
2) 0,6 и 0,4
3) 0,5 и 0,5
4) 0,4 и 0,6
9. МЕНДЕЛЕВСКАЯ ПОПУЛЯЦИЯ ЭТО
1) Совокупность особей одного вида, обитающих на одной территории
2) Совокупность особей одного вида, способных к размножению
3) Группа скрещивающихся между собой организмов, имеющая общий пул
генов
4) Группа организмов, способных как к половому, так и бесполому
размножению
10.ЭФФЕКТ ОСНОВАТЕЛЯ ОБУСЛОВЛЕН
1) Перемещением гена внутри хромосомы
2) Перемещением гена из одной хромосомы в другую
3) Изменением частот генов в результате случайных флуктуаций
4) Миграцией особей из одной популяции в другую
11. ЭФФЕКТИВНАЯ ЧИСЛЕННОСТЬ ПОПУЛЯЦИИ ОПРЕДЕЛЯЕТСЯ:
1)
2)
3)
4)
5)
Количеством самок в популяции
Общей численностью популяции
Случайным скрещиванием
Числом особей в популяции, принимающим участие в размножении
Все ответы не верны
12. «БУТЫЛОЧНОЕ ГОРЛЫШКО» ЭТО
1)
2)
3)
4)
5)
Стабильное состояние популяции
Резкое увеличение численности популяции
Резкое снижение численности популяции
Массовая миграция насекомых вдоль ущелья
Период, когда популяция состоит из очень небольшого числа особей
Примеры вопросов для проверки знаний на занятиях
1.
Типы
популяции.
Экологические,
генетические
и
морфофизиологические особенности популяции.
2.
Структура популяции: половая, возрастная, пространственная,
экологическая.
3.
Величина природной популяции. Факторы, влияющие на величину
популяции. Значение радиуса репродуктивной активности.
4.
Общие свойства популяции как биологической системы:
целостность, полиморфность, динамичность и уникальность.
5.
Понятие генофонда популяции. Мобилизационный резерв
наследственной изменчивости.
11
6.
Изменчивость как предпосылка эволюционного процесса.
Фенотипическая, генотипическая и паратипическая изменчивость и их
значение для естественного отбора.
7.
Современная классификация типов, проявлений и форм
изменчивости (по А.В. Яблокову, 1966).
8.
Способы изучения генетических процессов, протекающих в
популяциях. Распределение аллелей и генотипов.
9.
Элементарные факторы эволюции: мутационный процесс,
популяционные волны, изоляция.
10.
Изоляция и связь между популяциями. Пространственная и
биологическая изоляция.
11.
Значение питания в жизни животных. Морфофизиологические
адаптации к характеру добывания пищи.
12.
Биологические циклы жизнедеятельности животных и их связь с
экологическими факторами.
13.
Популяция - форма существования вида. Типы популяций.
Биологический полиморфизм в популяциях.
14.
Пространственная структура популяций и ее адаптивное значение.
Пространственная структура популяций животных с интенсивным и
экстенсивным типами использования территории.
15.
Этологическая структура популяций. Биологическое значение
упорядоченности взаимоотношений особей в популяциях.
16.
Возрастная структура популяций. Морфофизиологические отличия
различных возрастных групп и их биологическое значение. Роль различных
генераций в жизни популяций..
17.
Половая структура популяций. Соотношение полов и ее значение
для популяции. Динамика поповой структуры. Роль плотности популяции в
изменении ее поповой структуры.
18.
Динамика численности популяции. Основные факторы динамики
численности. Регуляция численности популяции.
19.
Популяция
как
биологическая
система.
Авторегуляция.
Популяционный гомеостаз.
20.
Определение границ популяции и изучение структуры вида
фенетическими методами.
Оценочные средства для проверки умений
Оценивается умение решать типичные задачи на основе воспроизведения
стандартных алгоритмов решения, развернуто отвечать на вопросы, с объяснением,
доказательством, аргументацией.
Примеры задач
1.
Из 84 тыс. детей, родившихся в течение 10 лет в родильных домах
города К., у 210 детей обнаружен патологический рецессивный признак.
Популяция этого города отвечает условиям панмиксии и генотипического
12
равновесия для двухаллельной генетической системы. Определите частоту
рецессивного аллеля в данной популяции и установите ее генетическую
структуру.
2.
В популяции крупного рогатого скота 4169 особей имели красную
окраску, 3780 чалую и 756 белую. Определите соотношение аллелей и
генотипов в F3 этой популяции при условии панмиксии (чалую окраску имеют
особи, гетерозиготные по аллелям красной и белой окрасок).
3.
В популяции мышей в течение одного года родилось 2% альбиносов
(рецессивный признак). Определите частоты аллелей и долю гетерозигот в
этой популяции при условии панмиксии.
Примеры вопросов
1.
Какие вам известны методы описания и сравнения фенофондов
популяций?
2.
Какие методы учета численности популяций наземных позвоночных
можно применить для мелких млекопитающих в горных условиях?
3.
Методы исследования биохорологической структуры вида на
примере колониальных птиц
Оценочные средства для проверки владений
Оценивается умение решать усложненные задачи на основе приобретенных знаний,
умений и навыков, с их применением в нетипичных ситуациях.
Примеры ситуационный заданий, кейсов
Задача №1. Динамика зараженности паразитами при увеличении
плотности популяции хозяина.
Проанализировать материал исследования (таблица).
Изучалась заражённость водяной полёвки в условиях Барабинской
низменности специфическими для данного вида хозяина гельминтами.
Обнаружено 25 видов паразитов: 5 – трематод, 7 – нематод, 13 – цестод.
Желудочно-кишечные паразиты менее патогенны, чем тканевые, которые могут
приводить к гибели хозяина. Число отловленных и обследованных зверьков
пропорционально общей плотности популяции в каждый год исследования.
Таблица
Изменение интенсивности и экстенсивности инвазии гельминтами в
популяции водяных полёвок
Год
Число
Среднее число Общая
Экстенсивность
исследованн гельминтов на экстенсивнос инвазии тканевыми
ых хозяев
одного зверька ть инвазии
гельминтами
13
1978
15
65
67
7
1979
256
86
86
15
1980
505
113
99
51
1981
233
117
98
39
Вопросы.
1. Как изменяется интенсивность инвазии гельминтов при увеличении
численности хозяев?
2. Насколько
увеличилась
заражённость
водяных
полёвок
высокопатогенными тканевыми паразитами при вспышке размножения
хозяев?
3. Какое значение могут иметь гельминты в динамике естественных
популяций данного вида?
Задача №2. Динамика численности белки в годы урожая и неурожая семян
кедровой сосны.
Составить график динамики численности белки и гистограмму изменения
урожайности кедровой сосны по данным таблицы (таблица).
Таблица
Величина заготовок маньчжурской белки (в условных единицах) и урожая
кедра (в баллах) за 25 последовательных лет
Последова- Величина
тельность
заготовки
лет
Урожай
семян
кедра
Последовательность
лет
Величина
заготовки
Урожай
семян кедра
1
1,3
5
14
28,5
1
2
31,6
4
15
0,6
1
3
3,7
0
16
21.9
2
4
27,4
3
17
21,7
3
5
25,4
2
18
40.6
2
6
1,7
0
19
26,1
3
7
2,7
3
20
61,5
0
8
36,6
1
21
10,4
1
9
0,6
0
22
18,8
5
10
6,3
5
23
144,4
3
11
94,8
1
24
33,2
0
12
20,7
2
25
17,4
3
13
67,9
4
Вопросы.
1. Совпадают ли кормные годы с годами массового размножения белки?
14
2. Какая закономерность выявляется в появлении «урожая» белок в связи с
урожаем кедра?
3. Каков размах изменчивости заготовок белки за 10 лет?
4. Каков средний период между сроками массового размножения белки?
5. С какой вероятностью можно планировать объём заготовок пушнины
белки на пятилетку, на 10 лет?
Задача №3. Население птиц в разных биотопах.
Ознакомиться с результатами учётов видового состава и численности птиц
на полях Нижнего Поволжья (таблица). Оценить, как влияет присутствие
лесополос на орнитонаселение.
Сравнить видовой состав птиц разных биотопов, рассчитав индекс видовой
общности по Жаккару:
q
c
 100 ,
abc
где а – число выборок с видом А, b - число выборок с видом В и с – число
выборок, содержащих оба вида.
Таблица
Видовой состав и численность птиц на полях северных районов Нижнего
Поволжья
Численность птиц (на 1 км маршрута)
Вид
ковыльная
степь
посевы с
лесополосами
посевы без
лесополос
Степной жаворонок
25,8
14,2
11,0
Полевой жаворонок
18,0
0,02
2,6
Малый жаворонок
3,1
4,7
3,2
Каменка-плясунья
0,6
-
0,01
Каменка-плешанка
0,3
-
-
Желтая трясогузка
-
0,05
-
Розовый скворец
-
0,03
-
Чибис
-
-
0,2
Перепел
-
0,17
-
Лунь полевой
-
0,08
0,2
Лунь степной
0,1
-
-
Гнездящиеся
15
Степной орёл
0,1
-
-
Не гнездящиеся, но иногда использующие данный биотоп для кормёжки
Славка серая
-
0,1
-
Городская ласточка
-
0,2
0,2
Деревенская
ласточка
-
0,6
0,7
Береговая ласточка
-
-
0,2
Полевой воробей
-
0,05
-
Камышовая овсянка
-
0,03
0,05
Серая ворона
0,02
0,08
-
Сизоворонка
0,3
-
-
Грач
-
0,3
1,2
Сорока
-
0,2
0,01
Стриж
-
-
0,02
Щурка золотистая
0,4
0,04
-
Сизый голубь
0,02
0,8
-
Белогрудая крачка
-
-
0,2
Чеглок
-
0,02
-
Кобчик
0,4
0,01
-
Чёрный коршун
0,02
-
-
Обыкновенная
пустельга
-
0,01
-
Вопросы.
1.
2.
Где разнообразнее видовой состав гнездящихся птиц и общий видовой
состав?
В чём преимущества применения интегральных коэффициентов сходства?
Какая информация теряется при использовании данных коэффициентов?
3. Промежуточная аттестация
Оценочные средства для проверки знаний
Вопросы к экзамену
16
1. Уровни организации жизни: клеточный, организменный, популяционный,
биогеоценотический.
2. Популяционная биология в системе биологических наук. Значение
популяционных исследований для прикладной биологии.
3. Популяция. История появления и становления понятия, определения.
4. Эволюционно-генетическое и эколого-демографическое направления в
исследовании популяций. Примеры выделения популяций в природе.
Генетические и демографические параметры популяций.
5. Элементы (счетные единицы) популяции, критерии выделения.
6. Унитарные и модульные организмы. Воспроизведение и размножение.
7. Влияние особенностей
популяционного уровня.
циклов
воспроизведения
на
структуры
8. Онтогенез, морфогенез. Концепция дискретного описания онтогенеза.
9. Типы онтогенеза, его периодизация.
10.Биология вида и особенности выделения элемента популяции и описания
онтогенетических состояний.
11.Поливариантность онтогенеза. Типы поливариантности.
12.Возрастная структура популяций.
13.Роль разных возрастных групп в жизни популяции.
14.Старение и омоложение на организменном и популяционном уровнях.
15.Половая структура популяции.
16.Первичное, вторичное и третичное соотношение полов.
17.Пространственная
популяций.
(пространственно-этологическая)
структура
18.Основные типы пространственного размещения элементов популяции.
19.Плотность популяции и показатели относительной численности.
20.Рождаемость. Смертность. Таблицы выживания. Кривые выживания.
21.Популяционно-демографические модели.
22.Типы роста популяций. Представление о биотическом потенциале вида.
23.Динамика популяций. Типы динамики.
24.Потенции размножения вида и механизмы регуляции численности
популяций. Популяционные циклы.
25.Типы популяционных стратегий. Основные признаки различных типов
популяционных стратегий.
26.Оценка состояния популяций.
17
27.Критическое и устойчивое состояние популяции. Редкие и исчезающие
виды.
28.Генетическая структура популяций.
29.Факторы динамики генетической структуры популяций.
30.Генетическая гетерогенность. Современные представления о механизмах,
обусловливающих генетическую гетерогенность популяций.
31.Оптимум на организменном и популяционном уровнях.
32.Адаптация на организменном и популяционном уровнях.
33.Методы математического моделирования в популяционной биологии.
34.Методы популяционных исследований.
Оценочные средства для проверки умений и владений
Примеры практических заданий к экзамену
На основании динамических характеристик популяции, данных о
соотношении полов и величины репродукционного ареала предложенных видов
охарактеризовать пространственно-экологическую структуру популяции и
модель роста популяции. Составьте рекомендации о способах регуляции
численности вида.
Оценивается: владение навыками работы с исходными данными, их
обработки и представления в графическом и табличном виде; способности
прогнозирования, опираясь на знания, полученные в предшествующих курсах.
4. Перечень компетенций с примерами оценочных средств
способность использовать экологическую грамотность и базовые знания в
области физики, химии, наук о Земле и биологии в жизненных ситуациях;
прогнозировать последствия своей профессиональной деятельности, нести
ответственность за свои решения (ОПК-2)
Б.1.В.ДВ.4 Популяционная биология ОПК 2
базовые представления в области физики, химии, наук о Земле и
биологии для планирования и проведения работ и обработки
результатов в профессиональной деятельности
Тип контроля
Вопросы к экзамену
и примеры
заданий
1. Половая структура популяции.
Дисциплина
Знать
2. Первичное, вторичное и третичное соотношение полов.
3. Пространственная (пространственно-этологическая) структура
популяций.
18
4. Основные типы
популяции.
пространственного
размещения
элементов
5. Плотность популяции и показатели относительной численности.
прогнозировать последствия своей профессиональной деятельности,
нести ответственность за свои решения
Тип контроля
Контрольные вопросы по технике безопасности при работе в
и примеры
полевых условиях
a. Техника безопасности при управлении маломерными судами
заданий
b. Техника безопасности при работе на морозе
c. Техника безопасности при пользовании ножом
d. Общие правила безопасности при обращении с охотничьим оружием
Тестовые задания
10.ЭФФЕКТ ОСНОВАТЕЛЯ ОБУСЛОВЛЕН
5) Перемещением гена внутри хромосомы
6) Перемещением гена из одной хромосомы в другую
7) Изменением частот генов в результате случайных флуктуаций
8) Миграцией особей из одной популяции в другую
Уметь
11. ЭФФЕКТИВНАЯ ЧИСЛЕННОСТЬ ПОПУЛЯЦИИ
ОПРЕДЕЛЯЕТСЯ:
Количеством самок в популяции
Общей численностью популяции
Случайным скрещиванием
Числом особей в популяции, принимающим участие в
размножении
10) Все ответы не верны
6)
7)
8)
9)
12. «БУТЫЛОЧНОЕ ГОРЛЫШКО» ЭТО
6) Стабильное состояние популяции
7) Резкое увеличение численности популяции
8) Резкое снижение численности популяции
9) Массовая миграция насекомых вдоль ущелья
10) Период, когда популяция состоит из очень небольшого числа
особей
методами обработки информации и оформления результатов научноВладеть
исследовательской работы для решения задач профессиональной
деятельности
Тип контроля
Задачи
1. В индустриальном районе, где установлен строгий контроль над
и примеры
промышленными
загрязнениями
атмосферы,
заданий
приспособленность бабочек Bistom betularia составляет 1 для
светлой формы и 0,47 для темной. Рассчитайте изменение частот
аллеля за одно поколение Δр, если исходная частота аллеля
равна 1) р=0,40; 2) р=0,10; 3) р=0,90.
2. У Esherichia coli частота мутаций, приводящих к превращению
штамма, не нуждающегося в гистидине, в штамм, растущий
лишь в присутствии гистидина, и частота обратных мутаций
оцениваются следующими величинами his+ → his- : 2∙10-6, his- →
his+ :4∙10-8. Предположив, что никаких иных процессов в данной
19
популяции не происходит, рассчитайте равновесные частоты
обоих аллелей.
3. Пусть частоты прямых и обратных мутаций в каком-то локусе
Drosophila melanogaster равны: А → а : 2∙10-5, а → А : 6∙10-7.
Каковы теоретически ожидаемые частоты аллелей, если никаких
других процессов в популяции не происходит? Совпадают или
различаются способы вычисления равновесных частот аллелей
для диплоидных и гаплоидных организмов?
4. Предположим, что частота мутирования А в а равна 10-6,
обратные мутации отсутствуют. Какова будет частота аллелей А
через 10, 1000, 100000 поколений?
способность понимать базовые представления о разнообразии биологических
объектов, значение биоразнообразия для устойчивости биосферы, способностью
использовать методы наблюдения, описания, идентификации, классификации,
культивирования биологических объектов (ОПК-3)
Б.1.В.ДВ.4 Популяционная биология ОПК 3
организацию разнообразия биологических объектов, значение
биоразнообразия для устойчивости биосферы
Тип контроля
Вопросы к экзамену
и примеры
1. Уровни организации жизни: клеточный, организменный,
заданий
популяционный, биогеоценотический
Дисциплина
Знать
2. Элементы (счетные единицы) популяции, критерии выделения.
3. Унитарные и модульные организмы. Воспроизведение и
размножение
4. Биология вида и особенности выделения элемента популяции и
описания онтогенетических состояний
использовать представления о разнообразии биологических объектов и
Уметь
методах их исследования на популяционном уровне организации для
решения задач профессиональной деятельности
Тип контроля
Задачи
и примеры
Задача №1. Динамика численности белки в годы урожая и
заданий
неурожая семян кедровой сосны.
Составить график динамики численности белки и гистограмму изменения
урожайности кедровой сосны по данным таблицы.
Вопросы.
1. Совпадают ли кормные годы с годами массового размножения
белки?
2. Какая закономерность выявляется в появлении «урожая» белок
в связи с урожаем кедра?
3. Каков размах изменчивости заготовок белки за 10 лет?
4. Каков средний период между сроками массового размножения
белки?
20
5. С какой вероятностью можно планировать объём заготовок
пушнины белки на пятилетку, на 10 лет?
Задача №2. Динамика зараженности паразитами при увеличении
плотности популяции хозяина.
Проанализировать материал исследования. Изучалась заражённость
водяной полёвки в условиях Барабинской низменности специфическими
для данного вида хозяина гельминтами.
Вопросы.
4. Как изменяется интенсивность инвазии гельминтов при
увеличении численности хозяев?
5. Насколько увеличилась заражённость водяных полёвок
высокопатогенными тканевыми паразитами при вспышке
размножения хозяев?
6. Какое значение могут иметь гельминты в динамике естественных
популяций данного вида?
методами наблюдения, описания, идентификации, классификации,
культивирования биологических объектов для решения задач
профессиональной деятельности
Тип контроля
Оформление отчета по темам практических работ
и примеры
1. Применение метода зимнего маршрутного учета для определения
заданий
численности некоторых видов позвоночных животных
Владеть
2. Составить диаграмму численности видов на основе учетных
данных и литературных сведений. Определить тренд численности
видов.
способность применять базовые представления об основах общей, системной и
прикладной экологии, принципы оптимального природопользования и охраны
природы, мониторинга, оценки состояния природной среды и охраны живой
природы (ОПК-10)
Б.1.В.ДВ.4 Популяционная биология ОПК 10
базовые представления об основах общей, системной и прикладной
экологии, принципах оптимального природопользования и охраны
природы, мониторинга, оценки состояния природной среды и охраны
живой природы
Тип контроля
Вопросы к экзамену
и примеры
1. Оценка состояния популяций.
заданий
2. Критическое и устойчивое состояние популяции. Редкие и
исчезающие виды.
Дисциплина
Знать
3. Методы математического моделирования в популяционной
биологии.
4. Методы популяционных исследований
Уметь
выбирать и применять необходимые методы оценки состояния
природной среды и охраны живой природы для решения задач
профессиональной деятельности
21
Тип контроля
и примеры
заданий
Оформление отчета по темам практических работ
1. Оценка состояния водоема при помощи организмов бентоса.
2. Оценка состояния водоема при помощи организмов планктона
приемами оценки состояния видов на популяционном уровне
Владеть
Тип контроля
Оформление отчета по темам практических работ
и примеры
1. Оценка стабильности развития живых организмов по уровню
заданий
асимметрии морфологических структур
2. Метод морфофизиологических индикаторов как способ оценки
состояния популяции
IV. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины (модуля)
а) Основная литература:
1. Нахаева В. И. Практический курс общей генетики [Электронный ресурс] М.:
ФЛИНТА, 2011. ИНФРА-М http://znanium.com/bookread.php?book=406327
2. Зиновьев А.В. К "Происхождению видов..." Учебное пособие. Тверь: ТвГУ.
2005.
3. Емельянова А.А., Зиновьев А.В. Теория эволюции: учеб.-метод. пособие для
студентов IV курса специальности биология. Тверь: ТвГУ. 2006.
4. Миркин Б. М., Наумова Л. Г.
Основы общей экологии / Под
ред. Розенберг Г. С. М.: Логос, 2005. Университетская библиотека онлайн.
б) Дополнительная литература:
1. Алтухов Ю.П. Генетические процессы в популяциях. – М., 1983.
2. Гиляров А.М. Популяционная экология. - М.: изд-во МГУ, 1990.
3. Емельянова А.А., Зиновьев А.В. Теория эволюции: основные понятия и
термины. Учебное пособие. Тверь: ТвГУ. 2007.
4. Кайданов Л.З. Генетика популяций. М. В. школа. 1996.
5. Никольский В.И. Практические занятия по генетике. М. Академия. 2012 .
6. Солбриг О., Солбриг Д. Популяционная биология и эволюция. - М., 1982.
7. Фертиков В. Управлять популяциями//Охота и охотничье хозяйство. - № 5,
1989. – С.2.
8. Шилов И.А. Экология : учебник для биологических и медицинских
специальностей вузов. – 7-е изд. – Москва : Юрайт, 2011, 2012. – 511 с.
Университетская библиотека онлайн.
9. Яблоков А.В., Юсуфов А.Г. Эволюционное учение: Учеб. пособие для
студентов ун-тов. М.: Высш. шк. 2006.
10.Яблоков А.В. Популяционная биология. – М., 1985.
Программное обеспечение и Интернет-ресурсы
22

































Лицензионное программное обеспечение
Microsoft Windows Professional Russian Upgrd OpenLicensePack NoLevel
AcademicEdition (версии XP, Vista, 7)
Microsoft Office Russian OpenLicensePack NoLevel AcademicEdition (версии
2003, 2007)
Kaspersky Anti-Spam for Linux Russian Edition. 1500-2499 User 2 year
Educational Renewal License
Kaspersky WorkSpace Security Russian Edition. 500-999 User 2 year
Educational Renewal License
SYMC ENDPOINT Protection 11.0 renewal BASIC- 12 MONTHS
AcademicEdition Band A
Total Commander 7.x 101-200 User licence
ABBYY Lingvo х3 Европейская версия (лицензии Concurrent)
ABBYY FineReader Professional Edition (версии 7, 8, 9)
CorelDRAW Graphics Suite X4 Education License ML (1 - 60)
Nero 9 Premium Volume Licenses SRP GOV/AcademicEdition 10-19 seats
NetOp School Комплекты лицензий 1 Teacher+10 Students
OriginLab OriginPro V8 Educational concurrent license
Перечень доступных для ТвГУ информационных ресурсов
On-line доступ к базе данных Реферативных журналов ВИНИТИ;
Доступ к Научной электронной библиотеке eLIBRARY.RU;
Доступ к Электронной библиотеке диссертаций РГБ;
Доступ к ресурсам АРБИКОН (сводные каталоги российских библиотек и
информационных центров);
Доступ к базам данных Всемирного Банка (The World Bank)
Перечень периодических изданий, выписываемых ТвГУ
Бюллетень МОИП. Отд. Биологический
В мире науки
Водные ресурсы
Вестник образования России
Журнал общей биологии
Известия РАН. Сер. Биологическая
Математическое моделирование
Успехи современной биологии
Эко
Экологический вестник России
Экология
Экология и жизнь
Экология урбанизированных территорий
Экология человека
Экос
Экос-информ
V. Материально-техническое обеспечение дисциплины (модуля)
23
ИЛЛЮСТРАТИВНЫЙ И РАЗДАТОЧНЫЙ МАТЕРИАЛ
Список использующихся экспонатов зоологического музея:
1. Чучела птиц 224 экз.
2. Научная коллекция млекопитающих – 500 экз.
3. Научная коллекция тушек птиц – 316 экз.
VI. Сведения об обновлении рабочей программы дисциплины (модуля)
№п.п.
Обновленный
Описание внесенных
Дата и протокол
раздел рабочей
изменений
заседания кафедры,
программы
утвердившего
дисциплины
изменения
(модуля)
1.
2.
3.
4.
24