М2.В.ДВ.1_Биоиндикация и биотестирование загрязнений

1
1 Цель и задачи изучения дисциплины
Целью изучения дисциплины является формирование у студентов-экологов современных
знаний в области биологического мониторинга, формирование представления и навыков
проведения биоиндикации и биотестирования окружающей среды.
Задачи дисциплины:
- изучение места биологического мониторинга в системе экологического мониторинга;
- изучение системы биоиндикационных методов наблюдения за состоянием атмосферного
воздуха, воды, почвы;
- изучение основ биотестирования.
2 Место дисциплины в структуре ООП
Дисциплина «Биоиндикация и биотестирование загрязнений природной среды» является
дисциплиной по выбору вариативной части профессионального цикла ООП. Преподавание курса
связано с другими курсами государственного образовательного стандарта «Экология и
природопользование» - «Основы природопользования», «Общая экология» и опирается на их
содержание. Изучение данной дисциплины основано на обобщении и использовании
теоретических знаний студентов, полученных ранее в курсах общей биологии, общей экологии,
экологии организмов, экологического мониторинга, почвоведения, экологии водных систем,
учебной практики и др. «Биоиндикация и биотестирование загрязнений природной среды»
позволяет отработать практические умения и навыки в области биомониторинга.
3 Требования к результатам освоения дисциплины
Изучение дисциплины направлено на формирование следующих
предусмотренных ФГОС ВПО:
Профессиональные компетенции (ПК):
№ компетенции
Содержание компетенции
компетенций,
ПК-2
глубоким пониманием и творческим использованием в научной и
производственно-технологической деятельности знания
фундаментальных и прикладных разделов специальных дисциплин ОПП
магистратуры
ПК-7
умением диагностировать проблемы охраны природы, разрабатывать
практические рекомендации по охране природы и обеспечению
устойчивого развития
ПК-14
умение оценивать воздействие морехозяйственной деятельности на
морские экосистемы
ПК-15
владеть методологией и методами проведения экологических
исследований в системе берег-море
В результате изучения дисциплины студент должен
ЗНАТЬ:
- теоретические основы биологического мониторинга окружающей среды;
- основные понятия, связанные с оценкой состояния биоты, с использованием биотических
характеристик для оценки и нормирования состояния среды,
- иметь представление о принципах современного экологического нормирования
техногенных воздействий на окружающую среду на основе биологических критериев,
- перспективы развития и использования биологического мониторинга,
2
- основные методы проведения биологического мониторинга основных сред: атмосферного
воздуха, воды, почв
УМЕТЬ:
- выбирать методы, объекты и точки отбора проб для корректного проведения
биологического мониторинга
- практически осуществлять оценку наземных, водных, почвенных экосистем на основе
методов биоиндикации и биотестирования;
- использовать результаты биомониторинга в научно-исследовательской работе.
ВЛАДЕТЬ:
- основными методами биоиндикации для оценки экологического состояния атмосферного
воздуха, воды, почв;
- методикой проведения биоиндикационных исследований
Количество зачетных
единиц
Наименования разделов, тем
Общее количество часов
4 Структура учебной дисциплины
Очная форма
Заочная форма
Распределение
часов по видам занятий
Распределение
часов по видам
занятий
Ауд. ЛК ЛР
ПЗ
ПЗ
СР Ауд. ЛК ЛР
СР
(сем)
(сем)
1
2
3
4
5 6
7
8
9 10 11 12
Раздел 1. Введение. Место биологического мониторинга в системе экологического мониторинга.
История биомониторинга. Методологические подходы в биоиндикации. Оценка разнообразия в
биомониторинге. Биотестирование. Биоиндикация качества воздушной среды. Биоиндикация
качества водной среды. Биоиндикация качества почв
Тема 1. Введение. Место биологического
мониторинга
в
системе
экологического 14
4
- 4
- 10
мониторинга. История биомониторинга.
Тема 2. Биоиндикация окружающей среды.
Методологические подходы в биоиндикации.
16
4
- 4
- 12
Оценка разнообразия в биомониторинге.
Тема 3. Биотестирование окружающей среды
18
6
-
6
-
12
Тема 4. Биоиндикация качества воздушной
среды.
20
8
-
8
-
12
Тема 5. Биоиндикация качества водной среды
16
6
-
6
-
10
Тема 6. Биоиндикация качества почв
20
8
-
8
-
12
Подготовка к сдаче зачета
4
-
-
-
-
4
36
-
36
-
72
Всего часов в семестре
Форма контроля
108
3
13
Зачет с оценкой
5 Содержание лекций
Проведение лекционных занятий не предусмотрено учебным планом
3
6
№
Темы лабораторных занятий
Количество часов
по формам
обучения
Наименование темы
очная
заочная
Раздел 1. Введение. Место биологического мониторинга в системе экологического мониторинга.
История биомониторинга. Методологические подходы в биоиндикации. Оценка разнообразия в
биомониторинге. Биотестирование. Биоиндикация качества воздушной среды. Биоиндикация
качества водной среды. Биоиндикация качества почв
Оценка качества воздуха. Сосна в качестве тест-объекта в радио- и
1
4
общеэкологических исследованиях
Оценка качества воды. Биологический контроль водоема методом
2
4
сапробности
Оценка качества воды. Оценка трофических свойств водоема с
3
4
использованием высших растений
4
Характеристика качества почвы с помощью растений-индикаторов
4
-
5
Лихеноиндикация рекреационной нагрузки на пригородные биоценозы
4
-
6
-
6
-
4
-
36
-
6
7
8
Оценка качества среды методами биотестирования . Аберрации хромосом в
клетках корневой меристемы растений под действием мутагенов
Использование традесканции (клон 02) для оценки мутагенного и
токсического действия факторов окружающей среды
Биотестирование с использованием рыб
Всего часов
7 Темы практических занятий
Проведение практических занятий не предусмотрено учебным планом
8 Темы семинарских занятий
Проведение семинарских занятий не предусмотрено учебным планом.
9 Содержание и объем самостоятельной работы студента
Раздел
Трудоемкость
самостоятельной
работы, час.
очная
заочная
Литература
Содержание работы
Раздел 1. Введение. Место
биологического мониторинга в
системе экологического мониторинга.
История биомониторинга.
Методологические подходы в
биоиндикации. Оценка разнообразия в
биомониторинге. Биотестирование.
Биоиндикация качества воздушной
среды. Биоиндикация качества водной
среды. Биоиндикация качества почв
68
-
Основная: [13], доп.:.[4-6]
Освоение учебного
материала. Подготовка к
лабораторным занятиям.
Подготовка к сдаче зачета
4
-
Основная: [13], доп.:[4-6]
Повторение
теоретического курса.
Подготовка к сдаче зачета
Всего часов
72
-
4
10 Индивидуальные задания
Учебным планом не предусмотрены.
11 Методы обучения
В процессе преподавания используются следующие образовательные технологии:
- проведение лабораторных занятий;
- консультации преподавателей;
- самостоятельная работа студентов.
Удельный вес занятий, проводимых в интерактивной форме, составляет 22 % от аудиторной
нагрузки для очной формы обучения.
Для достижения поставленных целей преподавания дисциплины реализуются следующие
средства, способы и организационные мероприятия:
самостоятельное изучение теоретического материала дисциплины с использованием
методических разработок, специальной учебной и научной литературы.
Лабораторные работы являются активной групповой формой занятий, на которых студенты
овладевают навыками работы с конкретными заданиями, готовят самостоятельные отчеты по ряду
тем. Это позволяет студентам развить навыки самостоятельной работы с научной и справочной
литературой, картографическими материалами, приборами, получить опыт публичных
выступлений, применить полученные теоретические знания при решении практических задач.
Занятие может проходить в разных формах, обязательной для студента является предшествующая
ему и последующая за ним, самостоятельная работа с литературой.
При подготовке к лабораторным занятиям студент самостоятельно отвечает на контрольные
вопросы, предлагаемые в каждой работе, специальную литературу и Интернет.
Лабораторные работы оформляются в виде отдельного отчета или в виде презентации с
использованием мультимедийной техники. Каждую из лабораторных работ студент защищает
перед преподавателем. Студент должен знать все специальные термины, встречающиеся в работе,
уметь объяснить законы, использованные при решении задач, проанализировать физический
смысл полученных результатов.
Самостоятельная работа студентов направлена на углубление и закрепление знаний, а также
на развитие практических и интеллектуальных умений. Текущая СРС включает следующие виды
работ: изучение теоретического материала к лабораторным занятиям; подготовка к зачету.
Консультации включают помощь при самостоятельном освоении материала.
12 Методы контроля знаний и система присвоения баллов
Текущий контроль знаний осуществляется как путем краткого опроса на лабораторных
занятиях, защиты практических работ, так и в форме одной рубежной контрольной работы.
Варианты проверочных контрольных вопросов и электронные (печатные) тесты приводятся в
составе УМКД дисциплины «Биоиндикация и биотестирование загрязнений природной среды».
Критерии оценки знаний студентов:
при сдаче лабораторной работы – зачтено / не зачтено;
при сдаче тестов - зачтено / не зачтено;
при устном (или письменном) ответе по теории – зачтено / не зачтено.
Итоговый контроль после завершения обучения студентами дисциплины «Биоиндикация и
биотестирование загрязнений природной среды», защиты всех лабораторных работ проводится в
виде зачета. Итоговый контроль преследует цель проверки знаний студента по всему изученному
курсу. В процессе зачета проводится проверка достижения результатов, предусмотренных данной
5
рабочей программой. Итоговый контроль предусматривает письменные ответы на 3 вопроса
теоретического курса. Оценивается по четырехбалльной системе – отлично, хорошо,
удовлетворительно, неудовлетворительно.
Список вопросов к зачету приведен в разделе 13. Учебно-методическое обеспечение
самостоятельной работы студентов определено в разделе 14.
13 Перечень вопросов, выносимых на семестровый контроль
Зачет с оценкой
1. Понятие о биоиндикации. Задачи, место в системе экологического мониторинга. Принципы
применения.
2. Требования к биоиндикаторам и биотестам. Типы чувствительности тест-объектов.
3. Биоиндикация на разных уровнях организации живого.
4. Биоиндикация воздушной среды: объекты, методы.
5. Биоиндикация воздуха по фитоиндикационным признакам древесных растений.
6. Биоиндикация воздуха по состоянию лишайников.
7. Высшие растения и растительные сообщества как индикаторы экологических условий
8. Гидробиологический мониторинг. Биоиндикация водной среды: объекты, методы.
9. Биоиндикация водной среды: основные биотические индексы.
10. Понятие о сапробности. Система сапробности Сладечека.
11. Беспозвоночные в биоиндикации водной среды.
12. Водоросли в биоиндикации водной среды.
13. Микроорганизмы в биоиндикации водной среды.
14. Биоиндикация почв: объекты, методы.
15. Высшие растения-индикаторы почвенных условий.
16. Беспозвоночные как индикаторы почвенных условий.
17. Грибы – организмы-индикаторы.
18. Биотестирование: задачи, основные понятия, возможности применения.
19. Основные методы биотестирования.
20. Использование геоботанических описаний в мониторинге, методика описания луговых и
лесных фитоценозов.
21. Морфологический подход в биоиндикации.
22. Генетический подход в биоиндикации.
23. Физиологический подход в биоиндикации.
24. Иммунологический подход в биоиндикации.
14 Учебно-методическое обеспечение
Основная литература:
1. Биологический контроль окружающей среды: биоиндикация и биотестирование – М.:
Издательский центр «Академия», 2007. – 288 с.
2. Горшкова О.М., Краснушкин А.В., Потапов А.А., Пращикина Е.М., Марголина И.Л.,
Корешкова Т.Н., Шкиль А.Н. Лабораторные методы изучения и контроля состояния окружающей
среды: Учебное пособие/Под ред. А.П. Капицы, А.В. Краснушкина. М.: Географический
факультет МГУ, 2008. - 180 с.
3. Туровцев В.Д. Биоиндикация. Учебное пособие. / В.Д. Туровцев, В.С. Краснов. - Тверь:
ТвГУ, 2004. - 178с.
6
Дополнительная литература:
4. Дьяконов К Н. Современные методы географических исследований. / К.Н. Дьяконов, Н.С.
Касимов, B.C. Тикунов. - М.: Просвещение, 1996. – 168 с.
5. Каплин В.Г. Биондикация состояния экосистем. Учеб. пособие для студентов биол.
специальностей ун-тов и с.-х вузов / В.Г. Каплин. – Самара: Самарская ГСХА, 2001. - 143 с.
6. Паушева З.П. Практикум по цитологии растений. / З.П. Паушева. – М.: Агропромиздат, 1988.
– 271 с.
15 Информационные ресурсы
1. Либрусек. Интернет-библиотека [электронный ресурс] // https://lib.rus.ec/ (дата обращения
05.01.2015)
2. Флибуста. Интернет-библиотека [электронный ресурс] // http://www.flibusta.net/ (дата
обращения 15.02.2015)
3. Интернет-сайт Министерства природных ресурсов и экологии Российской Федерации
[электронный ресурс] // http://www.mnr.gov.ru/ (дата обращения 01.02.2015)
4. Интернет-сайт U.S. Environmental Protection Agency [электронный ресурс] //
http://www.epa.gov/ (дата обращения 12.01.2015)
5. Интернет сайт International Commission on NonIonizing Radiation Protection [электронный
ресурс] // http://www.icnirp.de/index.html/ (дата обращения 14.01.2015)
6. Фундаментальная электронная библиотека «Флора и фауна» [электронный ресурс] //
http://herba.msu.ru/shipunov/school/sch-ru.htm/ (дата обращения 14.01.2015)
16 Материально-техническое обеспечение дисциплины
При изучении основных разделов дисциплины, выполнении лабораторных работ студенты
используют материалы справочников, картографический материал, включающий различные
карты России, мира, как в печатном издании, так и в электронном виде.
7