Document 2387407

Рабочая учебная программа разработана в соответствии с
- ФГОС ВО по направлению подготовки 06.03.01 «Биология», утвержденным
приказом Минобрнауки России от 07.08.14 г. № 944;
- рабочим учебным планом по направлению подготовки 06.03.01
«Биология»,
утвержденным
Ученым
советом
университета
от 27 августа 2014 года протокол № 1;
- типовой (примерной) учебной программой по дисциплине «Экология
популяций и экосистем»
Рабочая учебная программа обсуждена и одобрена на заседании кафедры
биологии
«___» _______________2014 года протокол № _____
Зав. кафедрой, проф. _________________
А.Б. Ходжаян
Одобрена Цикловой методической комиссией факультета гуманитарного и
медико-биологического образования
«___» _______________2014 года протокол № _____
Председатель ЦМК, доцент
_________________Н.К. Маяцкая
Согласована:
Декан факультета гуманитарного и медико-биологического образования,
проф.
_________________
Н.А. Федько
Начальник УМУ
_____________
Н.П. Вышковский
«___» _______________ 2014 года
Руководитель ЦУКО, доц.
______________
С.В. Новиков
«___» _______________ 2014 года
Рецензент: профессор кафедры ботаники, зоологии и общей биологии СКФУ,
доктор ветеринарных наук
________________ И.М.Мануйлов
-2-
Пояснительная записка
Программа дисциплины «Экология популяций и
экосистем» составлена для бакалавров 4-го года обучения по
направлению подготовки 06.03.01 «Биология» очной формы
доцентом кафедры биологии Э.Н. Макаренко.
Содержание дисциплины охватывает круг вопросов,
связанных с принципами организации и функционированием
двух надорганизменных биологических систем: популяции и
экосистемы; с основными закономерностями взаимодействия
организмов со средой обитания на уровне популяции и
сообщества.
Дисциплина «Экология популяций и экосистем» состоит
из 3 разделов: «Экология популяций (демэкология)»,
«Взаимодействия популяций», «Экология экосистем».
Преподавание дисциплины предусматривает следующие
формы организации учебного процесса: лекции, практические
занятия, самостоятельную работу студента, консультации,
написание и защита УИРСа.
1. Цели и задачи освоения дисциплины
Целью является изучение принципов организации и
функционирование двух надорганизменных биологических
систем: популяции и экосистемы; рассмотрение основных
закономерностей взаимодействия организмов со средой
обитания на уровне популяции и сообщества.
Для достижения поставленной цели ставится ряд задач:
 изучение состава, структуры, динамики популяций животных
и растений;
 познание форм и значения межпопуляционных
взаимодействий в сообществе;
 рассмотрение общих принципов популяционного гомеостаза;
 установление закономерностей функционирования экосистем.
2. Место дисциплины в структуре ООП
«Экология популяций и экосистем» (Б1.В.ОД.11) входит в
вариативную часть обязательных дисциплин учебного плана
(ФГОС 3 +) и предназначена для студентов 4 курса очной
-3-
формы.
Программа составлена в соответствии с требованиями
Федерального Государственного образовательного стандарта
высшего образования.
Курс тесно связан с другими дисциплинами, изучаемыми
по времени параллельно, например «Филогения животных»,
«Экология человека» и др.
При изучении дисциплины студенты опираются на
теоретические знания и умения изученных ранее дисциплин:
«Экология», «Современные проблемы экологии», «Экология
городских экосистем» и др.
Знания, полученные в ходе изучения дисциплины
«Экология популяций и экосистем», являются необходимыми в
освоении
курсов
«Экология
и
рациональное
природопользование»,
«Экологический
мониторинг»,
«Экологическая
физиология
растений»,
«Экология
микроорганизмов».
3. Требования к результатам освоения дисциплины
В процессе освоения данной дисциплины студент
формирует и демонстрирует следующие компетенции:
Общепрофессиональные компетенции (ОПК):
 владение базовыми представлениями о разнообразии
биологических
объектов,
понимание
значения
биоразнообразия
для
устойчивости
биосферы,
способность использовать методы наблюдения, описания,
идентификации,
классификации,
культивирования
биологических объектов (ОПК-3)
 умение обосновать роль эволюционной идеи в
биологическом мировоззрении; владение современными
представлениями об основах эволюционной теории, о
микро- и макроэволюции (ОПК-8);
Профессиональнын компетенции (ПК):
 способность применять на практике методы управления в
сфере биологических и биомедицинских производств,
мониторинга
и
охраны
природной
среды,
-4-
природопользования,
биоресурсов (ПК-6).
восстановления
и
охраны
 Студенты должны:
▪ знать
1) о природных популяциях как системе иерархически
взаимосвязанных единиц существования вида в природе;
2) об основных типах структур популяции (пространственной,
демографической,
поведенческой,
генетической)
поддерживающих их целостность и устойчивость в пределах
занимаемого ими объёма среды;
3) о динамике численности природных популяций и факторах
её определяющих;
4) об основных закономерностях организации популяций как
основной форме существования вида в природе;
5) формы протекания популяционных процессов отражающих
форму их приспособления к окружающей среде;
6)
о
механизмах
организации
и
принципах
функционирования природных сообществ;
7) о динамике и эволюции биоценозов, а так же о параметрах
и механизмах устойчивости многовидовых сообществ в
пространственно-временных
экологических
градиентах
различного масштаба.
▪ уметь
1) проводить исследования с целью установления важнейших
характеристик природных популяций и экосистем;
2) использовать знания по природным популяциям и
экосистемам при проведении работ по экологическому
мониторингу и оценке биоразнообразия;
3) применять и использовать полученные знания по
организации природных популяций и сообществ при оценке
состояния экосистем;
4) организовывать мероприятия по охране природных
комплексов с учётом популяционного, синэкологического и
экосистемного подходов.
▪ владеть:
-5-
1) опытом анализа и обобщения теоретического материала и
эмпирических данных при изучении природных популяций,
сообществ и экосистем;
2) математическими методами обработки результатов
экологических исследований;
3) методами оценки устойчивости природных систем и
комплексов с учётом популяционных и синэкологических
показателей.
4. Компетенции, знания, умения и навыки при освоении
дисциплины
№
п/п
1.
2.
3.
Наименование
разделов
дисциплины
Экология
популяций
(демэкология)
Взаимодействия
популяций
Экология
экосистем
Индекс
компетенции
по ФГОС
ОПК ОПК ПК
-3
-8
–6
В результате изучения
учебной дисциплины
обучающиеся должны
Знать
Уметь
Владеть
+
+
+
1,2,3
1
1,2
+
+
+
3,4,5
1,2
1,2,3
+
+
4,5,6,7
1,3,4
1,2,3
5. Объем дисциплины и виды учебной работы
Общая трудоемкость дисциплины составляет:
3
зачетные единицы (ЗЕТ), 108
часов.
Всего
часов
Вид учебной работы
Объем по
семестрам
7
1. Аудиторные занятия (всего)
В том числе:
Лекции (Л)
Семинары (С)
-6-
54
54
18
18
Практические занятия (ПЗ)
Лабораторный практикум (ЛП)
2. Самостоятельная работа
студентов (СРС)
В том числе:
Контрольная работа
33
3
33
3
54
54
3
3
3
3
36
36
12
12
108
108
Другие виды самостоятельной работы:
Курсовая работа (реферат)
Изучение учебного материала
при подготовке к занятиям
Подготовка к зачету
3. Промежуточная аттестация
(зачет / экзамен)
Общая трудоемкость дисциплины
(часы)
6. Содержание дисциплины
6.1. Содержание разделов дисциплины
№
п/п
1.
Наименование
раздела
дисциплины
Раздел 1.
Экология
популяций
(демэкология)
Содержание раздела
Экология как наука, познающая живой облик
биосферы. Уровни организации живой материи,
изучаемые экологией (организм, популяция,
сообщество, экосистема, биосфера).
Популяционный подход в современной экологии.
Изучение
механизмов,
определяющих
распространение и обилие организмов.
Экосистемный подход в современной экологии.
Изучение протекающих с участием организмов
процессов трансформации вещества и энергии в
экосистемах и биосфере.
Экологические
факторы.
Общие
закономерности
действия
экологических
факторов на организмы. Комплексное действие
экологических факторов на организмы.
-7-
Понятие популяции в экологии и генетике.
Популяционная
структура
вида.
Территориальные внутривидовые группировки у
животных. Популяционная структура вида у
растений.
Статистические характеристики популяции.
Общая численность популяции. Плотность
популяции и способы ее выражения.
Пространственная структура. Определяющие
факторы. Типы распределения особей в
популяциях. Значение в освоении территории,
ослаблении
конкуренции
и
для
внутрипопуляционных контактов.
Половая и возрастная структура. Первичное,
вторичное и третичное соотношение полов в
популяции. Особенности возрастной структуры
популяций
у
растений
и
животных.
Экологическое значение разновозрастности.
Динамические
характеристики
популяции:
рождаемость,
смертность,
иммиграция,
эмиграция,
скорость
роста
численности.
Продолжительность жизни. Таблицы и кривые
выживания.
Экспоненциальный рост численности популяции.
Скорость
экспоненциального
роста:
её
зависимость
от
характеристик
организма
(размера и др.), обеспеченности ресурсами и
условий среды.
Регуляция численности популяции. Типы кривых
роста
численности
популяций.
Примеры
экспоненциального роста. Логистическая модель
роста.
Концепция экологических стратегий Р. МакАртура и Э. Уилсона. К- и r-стратегии. Типы
жизненных стратегий растений по Л.Г.
Раменскому
и
Д.
Грайму.
Регуляция
численности популяции.
2.
Раздел 2.
Взаимодействия
популяций
Типы
биоценотических
связей.
Связи
трофические,
топические,
форические
и
фабрические. Антибиоз, симбиоз и нейтрализм.
Автотрофные и гетеротрофные организмы.
Голозойный, сапрофитный и симбиотический
типы питания.
-8-
Отношение "ресурс - потребитель" (хищник жертва). Функциональная реакция потребителя
на увеличение количества ресурса (числа жертв).
Численная реакция потребителя на возрастание
количества ресурса.
Колебания "хищник - жертва". Модель Лотки Вольтерры.
Попытки
создания
экспериментальных систем "хищник - жертва".
Роль миграции хищника и жертвы в
поддержании
их
сосуществования.
Взаимоотношения "хищник - жертва" в природе.
Коэволюция хищника и жертвы. "Цена" защиты
от хищников. Пищедобывательное поведение
хищников (потребителей). Экологическая роль
хищничества.
Конкуренция. Формы конкурентных отношений.
Эксплуатация и интерференция. Соотношение
внутривидовой и межвидовой конкуренции.
Принцип конкурентного исключения (закон
Гаузе) и его современная трактовка.
Экологическая
ниша.
Концепция
гиперпространственной ниши Дж. Хатчинсона.
Ниша фундаментальная и реализованная.
Аменсализм и аллелопатия.
Отношение
«хозяин-паразит».
Особенности
адаптаций хозяина и паразита в связи со
специфическими условиями среды.
Мутуализм, комменсализм, протокооперация.
Экологические аспекты лишайников, микоризы,
азотфиксации.
Мутуализм
животных
с
растениями, а также среди животных.
Коэволюция симбионтов.
3.
Раздел 3.
Экология
экосистем
Пространственная
структура
экосистем.
Вертикальная,
горизонтальная
и
видовая
структура
биоценозов.
Основные
типы
экосистем. Основные наземные экосистемы.
Основные водные экосистемы. Суточные и
сезонные
аспекты
экосистем.
Адаптации
сообществ.
Экологические
сукцессии.
Первичные и вторичные сукцессии. Примеры
сукцессий. Гомеостаз экосистем. Развитие
биоценозов.
Устойчивость
и
динамика
биоценозов. Искусственные экосистемы.
-9-
6.2. Разделы дисциплины и формы занятий
№
п/п
1.
2.
3.
Наименование раздела
дисциплины
Экология
популяций
(демэкология)
Взаимодействия популяций
Экология экосистем
ВСЕГО:
Л
ПЗ
ЛП
СРС
Всего
часов
8
16
2
18
44
4
6
7
10
1
18
18
30
34
18
33
3
54
108
6.3. План лекций
№
п/п
Колво
часов
Тема лекции
1.
2
Популяция как
биологическая
система
2.
2
Структура
популяций
3.
2
Динамика и
гомеостаз
популяций
Перечень учебных вопросов
1. Понятие о популяции. Типы популяций
2. Основные характеристики популяций
3. Двойственный характер популяционных
систем
а) эволюционная и функциональная сущность
популяции
б) биологическая противоречивость функций
популяции (модель Лотки–Вольтерры; закон
эмерджентности)
4. Колебания численности
5. Экологические стратегии популяций
1. Статические и динамические показатели
популяции.
2. Половая структура популяции.
3. Возрастная структура популяций.
4. Пространственная структура популяций.
5. Этологическая структура популяций
животных.
1. Репродуктивный потенциал и рост популяции
2. Типы динамики численности и экологические
стратегии
3. Факторы динамики численности
4. Популяционные циклы
5. Динамика ценопопуляций
6. Понятие «гомеостаз». Общие принципы
популяционного гомеостаза
7. Механизмы «индивидуализации» территории
- 10 -
8. Механизмы поддержания иерархии
9. Механизмы поддержания генетической
гетерогенности
10. Регуляция плодовитости и смертности
4.
5.
6.
7.
8.
2
Биотические
связи в
биоценозах
2
Основные формы
взаимоотношений
организмов в
биоценозах
2
Экологические
ниши и
жизненные
формы
2
Трофическая
структура
биоценозов
2
Структура
биоценозов.
Основные типы
наземных и
водных экосистем.
Устойчивость и
динамика
биоценозов
ВСЕГО: 9 лекций (18 часов)
9.
2
1. Понятие о биотических связях в биоценозе
2. Типы биотических связей
1. Взаимоотношения растений и животных
2. Взаимоотношения хищников и их жертв.
3.
Численная
реакция
потребителя
на
возрастание количества ресурса.
4. Колебания численности хищников и жертв.
Экологическая роль хищничества.
5.
Конкуренция.
Формы
конкурентных
отношений. Эксплуатация и интерференция.
6. Соотношение внутривидовой и межвидовой
конкуренции.
7. Принцип конкурентного исключения (закон
Гаузе) и его современная трактовка.
8. Взаимоотношения паразитов и их хозяев
1. Экологическая ниша
2. Жизненные формы растений
3. Жизненные формы животных
1. Трофические уровни
2. Трофические цепи и сети питания
3. Цепи разложения
4. Экологические пирамиды
5. Биологическая продуктивность биоценозов
1. Пространственная структура экосистем
2. Вертикальная структура
3. Горизонтальная структура
4. Видовая структура
5. Основные наземные экосистемы.
6. Основные водные экосистемы.
1. Устойчивость и развитие экосистем
2. Динамика экосистем
- 11 -
6.4. План практических занятий
№
п/п
1.
2.
3.
Кол
-во
часов
2
Раздел 1. Экология
популяций
(демэкология).
Тема 1.
Популяционная
структура вида
2
Раздел 1. Экология
популяций
(демэкология).
Тема 2.
Пространственная
структура популяции
2
Раздел 1. Экология
популяций
(демэкология)
Тема 3. Половая
структура популяции
1
Раздел 1. Экология
популяций
(демэкология).
Тема 4. Возрастная
структура популяции
1
Лабораторная работа
№1
2
Раздел 1. Экология
популяций
(демэкология)
Тема 5. Генетическая
4.
5.
Тема занятия
Перечень учебных вопросов
1. Элементы популяционной структуры
видов
2. Иерархическая структура популяций
3. Статические характеристики популяции
1. Размещение особей в популяционном
ареале:
случайное,
агрегированное
(пятнистое) и регулярное.
2. Территориальное поведение.
3. Значение в освоении территории,
ослаблении
конкуренции
и
для
внутрипопуляционных контактов
1. Понятие половой структуры.
2. Роль мейоза в определении первичного
соотношения полов.
3. Вторичное соотношение полов в
природных
популяциях
растений
и
животных.
4. Третичное соотношение полов в
популяции.
1. Возрастное
или
онтогенетическое
состояние особей.
2. Особенности возрастной структуры
популяций у растений и животных.
3. Типы
популяций
по
возрастной
структуре.
4. Возрастные спектры.
Возрастная структура, демографические
таблицы популяций и расчет ожидаемой
продолжительности жизни
1. Основные причины, определяющие
генетическую гетерогенность популяций.
2. Популяция как наименьшая единица
эволюции.
- 12 -
6.
2
1
7.
1
8.
9.
2
2
10.
2
11.
1
структура популяции
3.
Биохорологические
репродуктивные
группировки.
4. Экологическая сущность иерархии,
специализации и территориальности.
5. Динамика популяции
Раздел 1. Экология
популяций
(демэкология)
Тема 6. Биотический
потенциал. Емкость и
сопротивление среды
Раздел 1. Экология
популяций
(демэкология)
Тема 7. Типы
популяций во
времени. Колебания
численности в
популяциях
Лабораторная работа
№2
Раздел 1. Экология
популяций
(демэкология)
Тема 8.
Экологические
стратегии и типы
динамики
численности
Раздел 1. Экология
популяций
(демэкология)
Тема 9. Факторы
динамики и
регуляция
численности
Раздел 2.
Взаимодействия
популяций
Тема 1. Биотические
связи в биоценозах
Раздел 2.
Взаимодействия
1. Ёмкость среды и биотический потенциал.
2. Основные составляющие биотического
потенциала.
1. Скорость роста численности, рождаемость,
смертность, иммиграция, эмиграция.
2. Динамика популяции как баланс
протекающих в ней процессов.
3. Распределение смертности по возрастам.
4. Типы кривых выживания.
Рост народонаселения и суммарный
коэффициент рождаемости
1. Концепция экологических стратегий Р.
Мак-Артура и Э. Уилсона.
2. К- и r-стратегии.
3. Типы кривых роста численности
популяций.
4. Типы жизненных стратегий растений по
Л.Г. Раменскому и Д. Грайму.
1. Факторы зависимые и независимые от
плотности популяции.
2. Специфика проявления мягких и жестких
форм внутривидовой конкуренции.
1. Типы биоценотических связей.
2. Связи
трофические,
топические,
форические и фабрические.
1. Отношения хищник-жертва, паразитхозяин
- 13 -
1
12.
13.
14.
15.
16.
17.
2
2
2
2
2
2
популяций
Тема 2. Основные
формы
взаимоотношений в
биоценозах
Лабораторная работа
№3
Раздел 2.
Взаимодействия
популяций
Тема 3.
Экологические ниши
и жизненные формы
Раздел 2.
Взаимодействия
популяций
Тема 4. Трофическая
структура биоценозов
Раздел 3. Экология
экосистем
Тема 1. Вертикальная,
горизонтальная и
видовая структура
биоценозов
Раздел 3. Экология
экосистем
Тема 2. Основные
типы экосистем
Раздел 3. Экология
экосистем
Тема 3. Устойчивость
и динамика
биоценозов
Раздел 3. Экология
экосистем
Тема 4.
Искусственные
экосистемы
2. Комменсализм
3. Мутуализм
4. Нейтрализм, аменсализм
5. Конкуренция
Основные формы межвидовых связей в
экосистемах
1.Экологическая ниша.
2.Концепция гиперпространственной ниши
Дж. Хатчинсона.
3.Ниша фундаментальная и реализованная.
1. Автотрофные и гетеротрофные
организмы. Голозойный, сапрофитный и
симбиотический типы питания.
1. Пространственная структура экосистем.
2. Вертикальная, горизонтальная и видовая
структура биоценозов.
1. Основные типы экосистем.
2. Основные наземные экосистемы.
3. Основные водные экосистемы.
4. Суточные и сезонные аспекты экосистем.
5. Адаптации сообществ.
6. Экологические сукцессии.
7. Первичные и вторичные сукцессии.
Примеры сукцессий.
1.Признаки устойчивости биоценозов.
2.Динамика сообществ во времени.
3.Циклические и необратимые процессы.
4.Сериальные и климаксовые сообщества.
1. Понятие о нооценозе и агроценозе.
2.
Характеристика
искусственных
экосистем. Их отличительные особенности
от природных экосистем.
- 14 -
18.
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА
2
ВСЕГО: 18 занятий (36 часов)
6.5. Лабораторный практикум
Кол№
во
Тема занятия
п/п
часов
1
2
3
1
1
1
Перечень учебных вопросов
Раздел 1. Экология
популяций (демэкология).
Тема 4. Возрастная
структура популяции.
Лабораторная работа № 1
Раздел 1. Экология
популяций (демэкология)
Тема 7. Типы популяций
во времени. Колебания
численности в популяциях
Лабораторная работа № 2
Раздел 2. Взаимодействия
популяций
Тема 2. Основные формы
взаимоотношений в
биоценозах
Лабораторная работа № 3
1. Возрастная структура
популяций.
2. Демографические таблицы
популяций
3. Расчет ожидаемой
продолжительности жизни
1. Рост народонаселения
2. Суммарный коэффициент
рождаемости
Основные формы межвидовых
связей в экосистемах
Всего 3 часа
6.6. Занятия, проводимые в интерактивной форме
№
п/п
Тема занятия
1.
Лекционный курс
2.
3
4
Используемые
интерактивные
образовательные
технологии
Мультимедийная
презентация
Раздел 1. Экология популяций
(демэкология).
Тема 1. Популяционная структура
вида
Раздел 1. Экология популяций
(демэкология)
Тема 3. Половая структура
популяции
Раздел 1. Экология популяций
- 15 -
Кол-во
часов
18
Мультимедийная
презентация, беседа
2
Видео презентация,
беседа
2
Мультимедийная
презентация, беседа
2
5
6
7
(демэкология).
Тема 4. Возрастная структура
популяции
Раздел 1. Экология популяций
(демэкология)
Тема 5. Генетическая структура
популяции
Раздел 2. Взаимодействия
популяций
Тема 1. Биотические связи в
биоценозах
Раздел 2. Взаимодействия
популяций
Тема 2. Основные формы
взаимоотношений в биоценозах
Мультимедийная
презентация, беседа
2
Мультимедийная
презентация, мозговой
штурм, беседа
2
Мультимедийная
презентация, беседа
2
ВСЕГО
36
6.7.Самостоятельное изучение разделов (тем)
№
п/п
Наименование
раздела
Раздел №1.
Экология
популяций
(демэкология)
1
Вопросы, выносимые на
самостоятельное изучение
Экология как наука, познающая живой облик
биосферы. Уровни организации живой материи,
изучаемые
экологией
(организм,
популяция,
сообщество, экосистема, биосфера).
Популяционный подход в современной экологии.
Изучение
механизмов,
определяющих
распространение и обилие организмов.
Экосистемный подход в современной экологии.
Изучение протекающих с участием организмов
процессов трансформации вещества и энергии в
экосистемах и биосфере.
Экологические факторы. Общие закономерности
действия экологических факторов на организмы.
Комплексное действие экологических факторов на
организмы.
Понятие популяции в экологии и генетике.
Популяционная структура вида. Территориальные
внутривидовые
группировки
у
животных.
Популяционная структура вида у растений.
Статистические характеристики популяции. Общая
численность популяции. Плотность популяции и
способы ее выражения.
Пространственная
структура.
Определяющие
- 16 -
Раздел №2.
Взаимодействия
популяций
2
факторы. Типы распределения особей в популяциях.
Значение в освоении территории, ослаблении
конкуренции и для внутрипопуляционных контактов.
Половая и
возрастная структура. Первичное,
вторичное и третичное соотношение полов в
популяции. Особенности возрастной структуры
популяций у растений и животных. Экологическое
значение разновозрастности.
Динамические
характеристики
популяции:
рождаемость, смертность, иммиграция, эмиграция,
скорость роста численности. Продолжительность
жизни. Таблицы и кривые выживания.
Экспоненциальный рост численности популяции.
Скорость экспоненциального роста: её зависимость
от характеристик организма (размера и др.),
обеспеченности ресурсами и условий среды.
Регуляция численности популяции. Типы кривых
роста
численности
популяций.
Примеры
экспоненциального роста. Логистическая модель
роста.
Концепция экологических стратегий Р. Мак-Артура
и Э. Уилсона. К- и r-стратегии. Типы жизненных
стратегий растений по Л.Г. Раменскому и Д.
Грайму. Регуляция численности популяции.
Типы биоценотических связей. Связи трофические,
топические, форические и фабрические. Антибиоз,
симбиоз
и
нейтрализм.
Автотрофные
и
гетеротрофные
организмы.
Голозойный,
сапрофитный и симбиотический типы питания.
Отношение "ресурс - потребитель" (хищник жертва). Функциональная реакция потребителя на
увеличение количества ресурса (числа жертв).
Численная реакция потребителя на возрастание
количества ресурса.
Колебания "хищник - жертва". Модель Лотки Вольтерры. Попытки создания экспериментальных
систем "хищник - жертва". Роль миграции хищника и
жертвы в поддержании их сосуществования.
Взаимоотношения "хищник - жертва" в природе.
Коэволюция хищника и жертвы. "Цена" защиты от
хищников. Пищедобывательное поведение хищников
(потребителей). Экологическая роль хищничества.
Конкуренция. Формы конкурентных отношений.
Эксплуатация и интерференция. Соотношение
- 17 -
Раздел
№3.Экология
экосистем
3
внутривидовой и межвидовой конкуренции.
Принцип конкурентного исключения (закон Гаузе) и
его современная трактовка.
Экологическая
ниша.
Концепция
гиперпространственной ниши Дж. Хатчинсона.
Ниша фундаментальная и реализованная.
Аменсализм и аллелопатия.
Отношение
«хозяин-паразит».
Особенности
адаптаций хозяина и паразита в связи со
специфическими условиями среды.
Мутуализм,
комменсализм,
протокооперация.
Экологические аспекты лишайников, микоризы,
азотфиксации. Мутуализм животных с растениями,
а также среди животных. Коэволюция симбионтов.
Пространственная
структура
экосистем.
Вертикальная, горизонтальная и видовая структура
биоценозов. Основные типы экосистем. Основные
наземные
экосистемы.
Основные
водные
экосистемы. Суточные и сезонные аспекты
экосистем. Адаптации сообществ. Экологические
сукцессии. Первичные и вторичные сукцессии.
Примеры сукцессий. Гомеостаз экосистем. Развитие
биоценозов. Устойчивость и динамика биоценозов.
Искусственные экосистемы.
7. Библиотечно-информационные ресурсы
7.1. Литература
● Основная литература:
1. Горелов, А.А. Экология: учеб. / А.А.Горелов. - 3-е изд., стер. - М. :
ИЦ "Академия", 2009. - 400 с. – 6 экз
2. Биология с основами экологии: учеб. / под ред. А.С.Лукаткина. - 2-е
изд., испр. - М. : Академия, 2011. - 400 с.- 5 экз
3. Бродский, А.К. Общая экология: учеб. / А.К. Бродский. - 4-е изд.,
стер. - М. : Академия, 2009. - 256 с. – 5 экк
4. Ручин А. Б., Мещеряков В. В., Спиридонов С. Н. Урбоэкология для
биологов.- М.: КолосС, 2009. - 195 с.: ил. - (Учебники и учеб. пособия
для студентов высш. учеб. заведений). Режим доступа:
http://www.studentlibrary.ru/book/ISBN9785953206860
- 18 -
● Дополнительная литература:
1. Медицинская экология: учеб. пособие / под. ред. А.А. Королева. - 2-е
изд., перераб. и доп.- М. : Академия, 2008. - 208 с.- 3 экз
2. Ходжаян, А.Б. Основы общей экологии: учеб. пособие / А.Б.
Ходжаян, А.К. Михайленко, Н.Н. Федоренко. - Ставрополь : Изд-во
СтГМА, 2011. – 75 с. - 3экз
3. Хван, Т.А. Экология. Основы рационального природопользования:
учеб. пособие / Т.А. Хван, М.В. Шинкина. - 5-е изд., перераб. и доп. М. : Юрайт, 2011. - 319 с. – 5 экз
4. Экология: учеб. пособие / под ред. А.В.Тотая. - 2-е изд.,перераб. и
доп. - М. : Юрайт, 2012. - 408 с. – 1 экз
5. Иванов, В. П. Общая и медицинская экология : учеб. для студ. вузов
/ В.П. Иванов, О. В. Васильева, Н. В. Иванова ; под общ. ред. В.
П.Иванова. - Ростов н/Д. : Феникс, 2010. - 508 с.- 4 экз.
6. Шилов, И. А. Экология: учеб. для бакалавров / И. А. Шилов. - 7-е
изд.- М. : Юрайт, 2012. - 512 с.
7. Горелов, А. А. Основы экологии : учеб. для студ. вузов / А. А.
Горелов. - 4-е изд., перераб. - М. : ИЦ "Академия", 2013. - 304 с. – 6
экз
7.2. Базы данных, справочные и поисковые системы,
Интернет-ресурсы, ссылки.
1. Федеральный портал «Российское образование» http://www.
edu.ru/
2. Федеральное хранилище «единая коллекция цифровых
образовательных ресурсов» http://shool-collection.edu.ru/
8. Оценочные средства
8.1. Курсовые работы по дисциплине: не предусмотрены.
8.2. Примерная тематика контрольных работ.
Вариант 1
1. Свойства и структура популяций.
2. Типы внутривидовых взаимоотношений животных.
3. Модели генетической структуры популяции.
4. Изменение структуры биосферы и природных сообществ в ходе
эволюции органического мира.
- 19 -
5. Сосуществование видов и разделение ниш.
6. Типы сукцессий.
Вариант 2
1. Проблемы и перспективы развития экологии.
2. Типы межвидовых взаимоотношений организмов.
3. Мутационная изменчивость в популяциях различных видов
организмов
4. Коэволюционные процессы в природе.
5. Экологическая характеристика видов и её использование при
анализе сообществ.
6. Понятие гомеостаза в биологии.
Вариант 3
1. Половой состав популяций у различных групп организмов
2. Ранг особей в группах, его установление и поддержание.
3. Типы роста популяций организмов и условия его определяющие
4. Уровни разнообразия природных систем.
5. Флуктуации и причины флуктуационных изменений.
6. Экологическое дублирование в биологических сообществах и
экосистемах.
Вариант 4
1. Понятие и типы образа жизни организмов.
2. Типы и характер внутривидовых и межвидовых
взаимоотношений у растений.
3. Типы динамики численности организмов.
4. Концепция экологической ниши и принципы разделения ниш в
сообществе.
5. Факторная устойчивость сообществ.
6. Сезонная динамика сообществ, аспективность сообществ.
8.3. Примерная тематика итоговых тестов
1. Родственные виды растений и животных объединяют:
a) в царства;
b) в семейства;
- 20 -
c) в роды;
d) в классы.
2. Результатом действия факторов эволюции в популяциях
является:
a) сохранение гомозиготных особей;
b) гибель наиболее приспособленных особей;
c) появление новых мутантных особей;
d) совершенствование приспособлений у особей.
3. Миграция особей популяции как фактор эволюции приводит:
a) к уменьшению численности популяции;
b) к увеличению численности популяции;
c) к не изменяет численности популяций;
d) к обновлению генофонда или образованию новой популяции.
4. При физической изоляции свободному скрещиванию
препятствует:
a) различия “радиуса индивидуальной активности”
b) различия окраски покровов и состав пищи
c) различия ритуала ухаживаний
d) различия в структуре органов размножения или разница в размерах
тела
5.Главным видовым критерием является:
a) морфологический;
b) физиологический;
c) генетический;
d) экологический.
6.Примером паразитизма являются взаимоотношения:
a) волка и зайца;
b)эхинококка и собаки;
a) таракана-прусака и черного таракана;
b) паука и мухи.
7. Физиологический критерий вида проявляется в том, что у всех
особей:
a) наблюдается сходство всех процессов жизнедеятельности;
b) определенный набор и форма хромосом;
- 21 -
c) наблюдается сходство химического состава;
d) имеется сходство внешнего и внутреннего строения.
8. Популяционные волны - это:
a) колебания численности организмов в природных популяциях
b) миграционный процесс
c) распад крупных популяций
d) нет правильного ответа
9. Группа наиболее сходных особей вида, относительно
обособленных от других групп этого вида, длительно
проживающая на определенной территории, представляет собой:
a) стадо;
b) популяция
c) подвид
d) род
10. Особей в одну популяцию объединяет:
a) изоляция;
b) общность питания;
c) наличие хищников;
d) свободное скрещивание.
11. К антропогенным факторам среды относят:
a) влажность, соленость воды;
b) ультрафиолетовое излучение;
c) влияние животных и растений друг на друга;
d) увеличение содержания углекислого газа в атмосфере.
12. Наследственная изменчивость, борьба за существование,
естественный отбор являются:
a) структурной единицей вида;
b) единицей экосистемы;
c) компонентом биосферы;
d) движущей силой эволюции.
13. Приспособленность вида к жизни в разных условиях в
пределах своего ареала обеспечивает его существование в форме:
a) популяций;
b) отдельных особей;
- 22 -
c) колоний;
d) сообществ.
14. Изучение многообразия видов растений, обитающих на Земле,
облегчает и ускоряет их классификация, так как нет
необходимости:
a) проводить наблюдения за жизнью растений в природе;
b) ставить длительные опыты с растениями;
c) описывать тысячи, достаточно изучить лишь несколько особей
вида;
d) изучать сезонные изменения в жизни растений.
15. Наиболее эффективной преградой для свободного
скрещивания особей различных видов в популяции выступает …
изоляция.
a) генетическая;
b) морфологическая;
c) экологическая;
d) географическая.
16. Пространственная структура популяции характеризует типы
распределения особей в биотопах
а) закономерное
б) равномерное
в) агрегированное
г) случайное
д) специфическое
е) типовое
17. Структура популяции характеризуется - …
а) пространственным распределением
б) возрастным составом
в) морфологическими особенностями
г) половым составом
д) географической изоляцией
18. Параметры, используемые для характеристики популяции, - …
а) численность
б) эмиграция
в) биотоп
- 23 -
г) прирост
д) структура
19. Различают численность организмов - …
а) репродуктивную
б) эволюционную
в) абсолютную
г) относительную
д) экологическую
20. Специфическим механизмом формирования и поддержания
целостности популяции как системы, во времени и в
пространстве, являются:
а) информационные процессы;
б) взаимодействия популяций разных видов в составе экосистемы;
в) однонаправленная реакция всех особей популяции в ответ на один и
тот же фактор среды;
в) единство биологических ритмов.
21. Внутрипопуляционные группировки млекопитающих:
а) пад дельфинов-касаток
б) пак гиеновых собак
в) труппа шакалов
г) стая шакалов
д) стадо копытных
22. Специфическими популяционными характеристиками
являются:
а) соотношение рождаемости и смертности, пространственная
структура;
б) интегрированность отдельных частей;
в) морфологическая обособленность от среды и от других популяций;
г) обмен веществ и энергией с окружающей средой.
23. Популяция считается элементарной единицей эволюции,
потому что:
а) является минимальной по численности, самовоспроизводящейся в
ряду поколений группой, особей одного вида;
б) обеспечивает непосредственное участие вида в биогенном
круговороте в составе конкретной экосистемы;
- 24 -
в) является одновременно структурной единицей вида и биогеоценоза;
г) в составе конкретного биоценоза взаимодействуют между собой не
отдельные особи разных видов, а видовые популяции.
24. Морфотипические различия подвидов являются результатом:
а) длительной репродуктивной изоляции всех представителей подвида
от остальной части видового населения;
б) сходства жизненного ритма всех представителей подвида;
в) сходства динамики населения всех представителей подвида;
г) приспособления всех представителей подвида к однородным
условиям существования.
25. Признаками географической популяции являются:
а) общность морфологического типа и единство ритма жизненных
явлений и динамики населения;
б) сходство морфологических, физиологических, экологических,
этологических и других признаков особей;
в) общность ритма биологических процессов и образа жизни;
г) сходство характера питания на общей территории.
26. Совокупность особей, сходных по строению, имеющих общее
происхождение, свободно скрещивающихся между собой и дающих
плодовитое потомство, называются…
а) популяцией
б)видом
в)классом
г)верного ответа нет
27. Различают…структуру популяции
а)половую
б)возрастную
в)генетическую
г).все ответы верны
28. Если в популяции преобладает пререпродуктивные особи,
численность популяции будет…
а)растущей
б)стабильной
в)убывающей
г)верного ответа нет
- 25 -
29. Степень подвижности особей выражается расстоянием, на
которое может перемещаться животное, - это расстояние
называется…
а)радиусом индивидуальной активности
б)миграцией
в) изоляцией
г)верного ответа нет
30. Различают … возрастной класс популяции
а)пострепродуктивный
б)пререпродуктивный
в)репродуктивный
г)все ответы верны
31. В природных условиях популяции не смешиваются друг с
другом. Этому препятствуют…
а)географические преграды
б)морфологические отличия
в)разные сроки размножения
г)все ответы верны
32. Является ли популяцией:
а) группа гепардов в Московском зоопарке
б) семья волков
в) окуни в озере
г) пшеница на поле
д) улитки одного вида в одном горном ущелье
е) птичий базар
ж) бурые медведи на острове Сахалин
з) стадо (семья) оленей
и) благородные олени в Крыму
к) колония грачей
л) все растения ельника?
33. Выберете правильное утверждение:
а) плотность- это количество особей данного вида на единице площади
биотопа
б) плотность- это общее количество особей, обитающих на данной
территории или в данном объеме биотопа
- 26 -
в) плотность - это количество особей на единице площади или в
единице объема
г) плотность-это процент особей данного вида в общей выборке
34. Если в популяции преобладают репродуктивные особи,
численность популяции будет…
а)растущей
б)сокращающейся
в)стабильной
г)верного ответа нет
35. Большой вклад в популяционную генетику внёс учёный…
а) Н.А. Северцов
б) С.С. Четвериков
в) К.Ф. Рулье
г) Д. Дидро
36. У растений радиус индивидуальной активности определяется
расстоянием, на которое распространяется…
а)пыльца
б)семена
в)вегетативные части, способные дать начало новому растению
г)все ответы верны
37. Элементарной эволюционной единицей является…
а)вид
б)особь
в)популяция
г) верного ответа нет
38. Как рассчитать экологическую плотность популяции.
Выберите значение, оценивающее показатель плотности
населения популяции:
а) 20 особей
б) 20 особей на гектар
в) 20 особей на 100 размножающихся самок
г) 20%; д) 20 особей на 100 ловушек
е) 20 особей в год.
39. Верхний предел численности называется:
- 27 -
а) емкость среды
б) плотность насыщения
в) емкость насыщения
г) плотность среды
40. Выберите факторы, регулирующие численность популяции,
независимые от плотности:
а) биотические
б) абиотические
в) климатические
г) антропогенные, кроме природоохранных
д) природоохранные антропогенные
41. Зайцы-беляки и зайцы-русаки, обитающие на одной
территории, составляют:
а) одну популяцию одного вида
б) две популяции двух видов
в) две популяции одного вида
г) одну популяцию разных видов.
8.4. Примерная тематика рефератов:
Элементы популяционной структуры видов
Иерархическая структура популяций
Статические характеристики популяции
Территориальное поведение. Значение в освоении территории,
ослаблении конкуренции и для внутрипопуляционных контактов.
5. Понятие половой структуры.
6. Возрастное или онтогенетическое состояние особей.
7. Особенности возрастной структуры популяций у растений и
животных.
8. Популяция как наименьшая единица эволюции.
9. Биохорологические репродуктивные группировки.
10. Экологическая сущность иерархии, специализации и
территориальности.
11. Динамика популяции
12. Скорость роста численности, рождаемость, смертность,
иммиграция, эмиграция в популяции.
13. Динамика популяции как баланс протекающих в ней процессов.
1.
2.
3.
4.
- 28 -
14. Распределение смертности по возрастам. Типы кривых
выживания.
15. Концепция экологических стратегий Р. Мак-Артура и Э. Уилсона.
16. Типы жизненных стратегий растений по Л.Г. Раменскому и Д.
Грайму.
17. Специфика проявления мягких и жестких форм внутривидовой
конкуренции.
18. Типы биоценотических связей.
19. Экологическая ниша.
20. Концепция гиперпространственной ниши Дж. Хатчинсона.
21. Автотрофные и гетеротрофные организмы. Голозойный,
сапрофитный и симбиотический типы питания.
22. Пространственная структура экосистем.
23. Основные типы экосистем.
24. Основные наземные экосистемы.
25. Основные водные экосистемы.
26. Суточные и сезонные аспекты экосистем.
27. Адаптации сообществ.
28. Экологические сукцессии.
29. Понятие о нооценозе и агроценозе.
30. Характеристика искусственных экосистем. Их отличительные
особенности от природных экосистем.
Методические указания для написания реферата
Реферат представляет собой самостоятельную письменную работу
студента по заданной теме. При написании реферата студент должен собрать
и проанализировать имеющуюся литературу по данной теме, обобщить и
систематизировать научный материал.
Реферат должен содержать (структура реферата):
1) Титульный лист;
2) Содержание;
3) Введение;
4) Основную часть;
5) Заключение;
6) Список использованной литературы;
7) Приложение.
Оптимальный объем 15-20 страниц печатного текста.
Требования к содержанию:
1.
Во
введении
формулируется
актуальность
темы,
историографический обзор, цель и задачи исследования, практическая
значимость (примерный объем введения 2-3 страницы).
2. Основная часть содержит анализ научной литературы по изучаемой
- 29 -
теме. Материал основной части должен быть разбит на разделы, каждый
раздел озаглавлен, заголовок должен отражать содержание раздела основной
части (объем основной части – 12-16 страниц).
3. Заключение должно характеризовать в сжатом виде результаты
исследования, четкие выводы (2-3 страницы).
4. Список литературы оформляется в соответствии с ГОСТом по
следующим критериям:
► в алфавитном порядке
► тематически-хронологический
► по видам источников.
В приложении включается вспомогательный материал, на базе
которого проводилось исследование (репродукции, иллюстрации, копии
документов, фотографии, рисунки, схемы, таблицы, статистические данные).
8.5. Примерные контрольные вопросы к зачету:
1. Понятие системы, типы материальных систем. Сложные системы и
их особенности.
2. Особенности организации биосистем. Основные характеристики и
свойства биосистем.
3. Свойства и структура популяций. Критерии популяции.
4. Концепции вида, современная концепция политипического вида.
5. Иерархическая система классификации популяционных структур
вида.
6. Критерии генетического и экологического единства популяций.
7. Критерии пространственной целостности популяционных структур
вида.
8. Пространственный (ландшафтный) объём популяционных структур.
9. Поло-возрастной состав популяций. Поддержание половой и
возрастной структур.
10. Понятие и типы образа жизни организмов.
11. Типы внутривидовых взаимоотношений животных.
12. Особенности групповых взаимоотношений животных.
13. Типы внутривидовых и межвидовых взаимоотношений у растений.
14. Генетический состав популяции и основные закономерности
популяционного гомеостаза.
15. Модели генетической структуры популяции.
16. Характеристика факторов определяющих динамику популяционного
генофонда: мутации, дрейф генов, инбридинг, поток генов.
17. Численность и плотность популяции как важнейшие её показатели.
- 30 -
18. Типы роста популяций организмов и условия его определяющие.
19. Типы динамики численности организмов.
20. Понятие биологического сообщества. Концепция биогеоценоза,
сообщества, экосистемы.
21. Подходы к выделению биологических сообществ.
22. Основные направления эволюции сообществ.
23. Структурно-функциональные особенности эволюции продуцентного
звена биологических сообществ.
24. Коэволюционные процессы в природе, их примеры и направленость.
25. Пространственная неоднородность биологических сообществ.
Концепция биологического разнообразия и её основные положения.
26. Факторы разнообразия природных систем.
27. Основные закономерности формирования разнообразия сообществ.
28. Понятие функционирования сообществ и его содержание.
29. Трофическая структура сообществ.
30. Единицы функционирования сообществ.
31. Концепция экологической ниши и принципы разделения ниш в
сообществе.
32. Динамические процессы в сообществах организмов и их типы.
33. Суточная, сезонная, погодичная и многолетняя динамика сообществ.
34. Учение о сукцессии. Типы сукцессий.
35. Особенности протекания первичных и вторичных сукцессий.
36. Концепция климакса и многообразие точек зрения на него.
37. Гомеостаз на уровне сложных биологических систем и механизмы
его осуществления.
38. Устойчивость природных систем как их важнейшее свойство.
Качественные категории устойчивости.
9. Материально-техническое обеспечение
В качестве материально-технического обеспечения дисциплины
«Экология популяций и экосистем» на кафедре биологии
используются мультимедийные средства индивидуального и
коллективного пользования; обучающие, демонстрационные и
тестирующие
программы
для
ПК,
учебные
презентации;
информационные, моделирующие и вычислительные ресурсы
Интернета.
Учебный курс кафедры полностью переведен на изложение
материала с помощью ноутбуков и медиапроекторов как на лекциях,
так и на практических занятиях.
- 31 -
Учебная группа не более 14-15 человек. Все учебные
оборудованы
телевизионными
экранами,
через
которые
демонстрируются необходимые микрофотографии препаратов,
таблицы, схемы.
В процессе освоения дисциплины используются следующие
образовательные технологии, способы и методы формирования
компетенций: лекция-визуализация, проблемная лекция, дискуссия,
составление обзоров, написание рефератов, творческие задания,
проектные технологии, просмотр, анализ и обсуждение видео- и
мультимедийных материалов.
Самостоятельная подготовка студентов на кафедре биологии
может проходить в специально оборудованных кабинетах и
кафедральном музее, а также в компьютерных классах университета с
выходом в интернет и читальном зале научной библиотеки СтГМУ.
Организация самостоятельной работы студентов:
1) изучение отдельных вопросов теоретического материала и
конспектирование некоторых тем.
2) чтение
и
конспектирование
материалов
научноисследовательских работ: учебных пособий, монографий, статей и
периодических научных изданий. Знакомство с современными
подходами и методами сбора и обобщения информации.
3) поиск и знакомство с материалами по изучаемой
дисциплине в сети Internet, приобретение навыков анализа и оценки
большого объема информации.
4) составление глоссария ключевых терминов и понятий по
основным темам курса.
5) составление
списков
дополнительной
литературы,
найденной и проанализированной самостоятельно, в соответствии с
основными темами курса.
6) подготовка рефератов и докладов с использованием
компьютерных технологий (слайдов, презентаций, сайтов).
7) выполнение индивидуального задания по разделу.
- 32 -
10. Разделы дисциплины и междисциплинарные связи
со смежными (последующими) дисциплинами
№
п/п
1
2
3
Наименование дисциплин
Экология и рациональное
природопользование
Экологический мониторинг
Экология микроорганизмов
№ разделов данной
дисциплины,
необходимых для
изучения смежных
дисциплин
1
+
2
+
3
+
+
+
+
+
+
Разработчики:
Место работы
Занимаемая
должность
Инициалы, фамилия
СтГМУ, кафедра
биологии
доцент
Э.Н.Макаренко
- 33 -