1

1
СОДЕРЖАНИЕ
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. Основная образовательная программа высшего профессионального образования
(ОПОП ВПО) магистратуры, реализуемая вузом по направлению подготовки 020400 Биология, магистерская программа Экология.
1.2. Нормативные документы для разработки магистерской программы.
1.3. Общая характеристика магистерской программы.
1.4. Требования к уровню подготовки, необходимому для освоения магистерской
программы Экология.
2. ХАРАКТЕРИСТИКА
ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ
ВЫПУСКНИКА
МАГИСТЕРСКОЙ
ПРОГРАММЫ
НАПРАВЛЕНИЮ ПОДГОТОВКИ 020400 БИОЛОГИЯ.
2.1. Область профессиональной деятельности выпускника.
2.2. Объекты профессиональной деятельности выпускника.
2.3. Виды профессиональной деятельности выпускника.
2.4. Задачи профессиональной деятельности выпускника.
ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
ЭКОЛОГИЯ
ПО
3. КОМПЕТЕНЦИИ ВЫПУСКНИКА ООП ВПО, ФОРМИРУЕМЫЕ В
РЕЗУЛЬТАТЕ ОСВОЕНИЯ ДАННОЙ МАГИСТЕРСКОЙ ПРОГРАММЫ.
3.1. Компетенции выпускника ООП магистратуры
3.2. Матрица соответствия требуемых компетенций и формирующих их составных
частей ОПОП.
4. ДОКУМЕНТЫ,
РЕГЛАМЕНТИРУЮЩИЕ
СОДЕРЖАНИЕ
И
ОРГАНИЗАЦИЮ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО ПРОЦЕССА ПРИ РЕАЛИЗАЦИИ
МАГИСТЕРСКОЙ
ПРОГРАММЫ
ЭКОЛОГИЯ
ПО
НАПРАВЛЕНИЮ
ПОДГОТОВКИ 020400 БИОЛОГИЯ.
4.1. Календарный учебный график.
4.2. Учебный план подготовки магистра.
4.3. Аннотации рабочих программ учебных дисциплин.
4.4. Аннотации программ практик и организации НИР обучающихся.
5. ФАКТИЧЕСКОЕ РЕСУРСНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ МАГИСТЕРСКОЙ
ПРОГРАММЫ
5.1. Кадровое обеспечение реализации магистерской программы.
5.2. Учебно-методическое и информационное обеспечение образовательного процесса при реализации ОПОП магистерской программы.
5.3. Материально-технические обеспечение образовательного процесса в вузе при
реализации ОПОП магистратуры.
6. ХАРАКТЕРИСТИКИ СОЦИАЛЬНО-КУЛЬТУРНОЙ
ОБЕСПЕЧИВАЮЩИЕ РАЗВИТИЕ ОБЩЕКУЛЬТУРНЫХ
СТУДЕНТОВ
СРЕДЫ ВУЗА,
КОМПЕТЕНЦИЙ
7. НОРМАТИВНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ
ОБЕСПЕЧЕНИЕ
СИСТЕМЫ
ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА ОСВОЕНИЯ ОБУЧАЮЩИМИСЯ ДАННОЙ ОПОП ВО
МАГИСТРАТУРЫ
7.1. Фонды оценочных средств для проведения текущего контроля успеваемости и
промежуточной аттестации
7.2. Государственная итоговая аттестация выпускников ОПОП магистратуры
2
ПРИЛОЖЕНИЯ:
Приложение 1. Календарный учебный график
Приложение 2. Учебный план
Приложение 3. Аннотации рабочих программ учебных дисциплин
Приложение 4. Аннотации программ практик
3
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. Основная профессиональная образовательная программа высшего образования (ОПОП ВО) магистратуры, реализуемая вузом по направлению подготовки
020400 Биология, магистерская программа Экология.
ОПОП ВО представляет собой систему документов, разработанную и утвержденную высшим учебным заведением с учетом требований регионального рынка труда на основе Федерального государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования (ФГОС ВПО) по соответствующему направлению подготовки, а
также с учетом рекомендованной примерной основной образовательной программы.
ОПОП ВО регламентирует комплекс основных характеристик образования (объем,
содержание, планируемые результаты), организационно-педагогических условий и технологии реализации образовательного процесса, оценку качества подготовки выпускника по
данному направлению подготовки и включает в себя: учебный план, календарный учебный
график, рабочие программы учебных предметов, дисциплин (модулей), программы практики и научно-исследовательской работы (НИР) и другие материалы, обеспечивающие
качество подготовки обучающихся, а также оценочные и методические материалы.
1.2. Нормативные документы для разработки магистерской программы
Нормативно-правовую базу разработки ОПОП ВО магистратуры составляют:
•
Федеральный закон Российской Федерации от 29 декабря 2012 г. № 273-ФЗ
«Об образовании в Российской Федерации»;
•
Федеральный государственный образовательный стандарт высшего профессионального образования по направлению подготовки 020400 Биология (квалификация
(степень) «магистр»), утвержденный приказом Министерства образования и науки Российской Федерации от «04» февраля 2010 г. № 100;
•
Нормативно-методические документы Минобрнауки России;
•
Примерная основная образовательная программа (ПрООП ВПО) по направлению подготовки Биология (носит рекомендательный характер);
•
Устав Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Пензенский государственный университет».
1.3. Общая характеристика магистерской программы
1.3.1. Цель (миссия) магистерской программы Экология по направлению подготовки 020400 Биология
Миссией магистерской программы «Экология» по направлению подготовки «Биология» является: формирование уважения к историческому наследию, народным традициям, понимание путей развития страны и общества, соблюдение правовых норм конституции, устойчивую ориентацию на сохранение природы и охрану прав и здоровья человека;
подготовку специалиста, владеющего базовыми знаниями о разнообразии растительных и
животных организмов и пониманием значения биоразнообразия для устойчивости среды
обитания живых организмов; формирование суждений по научным и социальным проблемам, умение использовать современные образовательные и информационные технологии в профессиональной деятельности; умение выстраивать и реализовывать пути интеллектуального, культурного, нравственного, физического и профессионального саморазви4
тия, а также возможность дальнейшей углубленной специализации при обучении в аспирантуре.
В результате освоения ООП ВПО выпускник будет подготовлен к профессиональной деятельности по: 1) планированию и реализации научно-исследовательских задач,
связанных с изучением структурно-функциональной организации, устойчивости и эволюции экологических систем на организменном, популяционном биоценотическом, экосистемном и биосферном уровнях организации живой природы; 2) осуществлению прикладных исследований, разработок и решению практических задач в области оценки состояния
биоты как компонента экосистем и биосферы, прогнозирования состояния биологических
ресурсов биосферы, реализации систем экологического мониторинга, программ экологической экспертизы и экологического аудита; 3) оценке и разработке методов сохранения
биоразнообразия; 4) реализации инновационных проектов в рамках систем экологического менеджмента на общенациональном, муниципальном и корпоративном уровнях, с целью повышения эффективности мероприятий по охране окружающей природной среды,
организации рационального природопользования, уменьшения экологических рисков.
Магистр по данному направлению будет владеть широким спектром исследовательских и аналитических методов в области общей биологии и прикладной экологии,
биологического контроля окружающей среды, экологического менеджмента, что позволит
ему эффективно реализовывать свои знания и умения в научно-исследовательских учреждениях, организациях, осуществляющих воздействие на окружающую среду и реализующих программы природопользования, а также в разнообразных контролирующих структурах и органах охраны окружающей среды.
1.3.2. Срок освоения ОПОП магистратуры
Срок освоения данной ОПОП ВО составляет 2 года.
1.3.3. Трудоемкость ОПОП магистратуры
Трудоемкость освоения студентом данной ОПОП ВО за весь период обучения в
соответствии с ФГОС ВПО по данному направлению составляет 120 зачетных единиц и
включает все виды аудиторной и самостоятельной работы студента, практики и НИР и
время, отводимое на контроль качества освоения студентом ОПОП ВО.
1.4. Требования к уровню подготовки, необходимому для освоения магистерской программы Экология.
вании.
Абитуриент должен иметь документ государственного образца о высшем образо-
Лица, имеющие диплом бакалавра (специалиста, магистра) и желающие освоить
данную магистерскую программу, зачисляются в магистратуру по результатам вступительных испытаний, программы которых разрабатываются вузом с целью установления у
поступающих наличия следующих компетенций:
общекультурные компетенции (ОК):
Абитуриент
следует этическим и правовым нормам в отношении других людей и в отношении
природы (принципы биоэтики), имеет четкую ценностную ориентацию на сохранение
природы и охрану прав и здоровья человека (ОК-1);
уважает историческое наследие и культурные традиции своей страны, понимает
пути ее развития, соблюдает ее правовые нормы и конституцию и интересы ее безопасности (ОК-2);
приобретает новые знания и формирует суждения по научным, социальным и другим проблемам, используя современные образовательные и информационные технологии
(ОК-3);
5
выстраивает и реализует перспективные линии интеллектуального, культурного,
нравственного, физического и профессионального саморазвития и самосовершенствования (ОК-4);
использует нормативные правовые документы в своей деятельности (ОК-5);
использует в познавательной и профессиональной деятельности базовые знания в
области математики и естественных наук, применяет методы математического анализа и
моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ОК-6);
использует в познавательной и профессиональной деятельности базовые знания в
области гуманитарных и экономических наук (ОК-7);
проявляет экологическую грамотность и использует базовые знания в области биологии в жизненных ситуациях; понимает социальную значимость и умеет прогнозировать
последствия своей профессиональной деятельности, готов нести ответственность за свои
решения (ОК-8);
критически анализирует, переоценивает свой профессиональный и социальный
опыт, при необходимости готов изменить профиль своей профессиональной деятельности
(ОК-9);
демонстрирует способность к письменной и устной коммуникации на родном языке, навыки культуры социального и делового общения (ОК-10);
демонстрирует способность к коммуникации и навыки делового общения на иностранных(ом) языках (ОК-11);
использует основные технические средства в профессиональной деятельности: работает на компьютере и в компьютерных сетях, использует универсальные пакеты прикладных компьютерных программ, создает базы данных на основе ресурсов Internet, способен работать с информацией в глобальных компьютерных сетях (ОК-12);
способен использовать базовые знания и навыки управления информацией для решения исследовательских профессиональных задач, соблюдает основные требования информационной безопасности, в том числе защиты государственной тайны (ОК-13);
проявляет творческие качества (ОК-14);
правильно ставит цели, проявляет настойчивость и выносливость в их достижении
(ОК-15);
заботится о качестве выполняемой работы (ОК-16);
понимает и соблюдает нормы здорового образа жизни, владеет средствами самостоятельного, методически правильного использования методов физического воспитания
и укрепления здоровья, готов к достижению должного уровня физической подготовленности для обеспечения полноценной социальной и профессиональной деятельности (ОК-17);
умеет работать самостоятельно и в команде (ОК-18);
владеет основными методами защиты производственного персонала и населения от
возможных последствий аварий, катастроф, стихийных бедствий (ОК- 19);
профессиональные компетенции (ПК):
Абитуриент:
демонстрирует базовые представления о разнообразии биологических объектов,
понимание значения биоразнообразия для устойчивости биосферы (ПК-1);
использует методы наблюдения, описания, идентификации, классификации, культивирования биологических объектов (ПК-2);
демонстрирует знание принципов структурной и функциональной организации
биологических объектов и механизмов гомеостатической регуляции; применяет основные
физиологические методы анализа и оценки состояния живых систем (ПК-3);
демонстрирует знание принципов клеточной организации биологических объектов,
биофизических и биохимических основ, мембранных процессов и молекулярных механизмов жизнедеятельности (ПК-4);
применяет современные экспериментальные методы работы с биологическими
объектами в полевых и лабораторных условиях, навыки работы с современной аппарату6
рой (ПК-5);
демонстрирует базовые представления об основных закономерностях и современных достижениях генетики, о геномике, протеомике (ПК-6);
понимает роли эволюционной идеи в биологическом мировоззрении; имеет современные представления об основах эволюционной теории, о микро- и макроэволюции (ПК7);
имеет базовые представления о закономерностях воспроизведения и индивидуального развития биологических объектов; использует методы получения и работы с эмбриональными объектами (ПК-8);
демонстрирует и применяет базовые представления об основах общей, системной и
прикладной экологии, принципах оптимального природопользования и охраны природы
(ПК-9);
демонстрирует базовые представления об основах биологии человека, профилактике и охране здоровья и использует их на практике, владеет средствами самостоятельного
достижения должного уровня физической подготовленности (ПК-10);
демонстрирует современные представления об основах биотехнологии и генной
инженерии, нанобиотехнологии, молекулярного моделирования (ПК-11);
знает принципы мониторинга, оценки состояния природной среды и охраны живой
природы, участвует в планировании и реализации соответствующих мероприятий (ПК12);
оперирует правовыми основами исследовательских работ и законодательства РФ в
области охраны природы и природопользования, соблюдает нормы авторского права (ПК13);
умеет вести дискуссию и преподавать (в установленном порядке) основы биологии
и экологии (ПК-14);
научно-исследовательская деятельность:
способен эксплуатировать современную аппаратуру и оборудование для выполнения научно-исследовательских полевых и лабораторных биологических работ (ПК-15);
применяет на практике приемы составления научно-технических отчетов, обзоров,
аналитических карт и пояснительных записок (ПК-16);
понимает, излагает и критически анализирует получаемую информацию и представляет результаты полевых и лабораторных биологических исследований (ПК-17);
научно-производственная и проектная деятельность:
применяет на производстве базовые общепрофессиональные знания теории и методов современной биологии (ПК-18);
пользуется современными методами обработки, анализа и синтеза полевой и лабораторной биологической информации, демонстрирует знание принципов составления научно-технических проектов и отчетов (ПК-19);
пользуется нормативными документами, определяющими организацию и технику
безопасности работ (ПК-20);
организационно-управленческая деятельность:
понимает и применяет на практике методы управления в сфере биотехнологии,
природопользования и восстановления и охраны биоресурсов (ПК-21);
педагогическая и просветительская деятельность:
использует знания основ психологии и педагогики в преподавании биологии (ПК22);
занимается просветительской деятельностью среди населения с целью повышения
уровня биолого-экологической грамотности общества (ПК-23).
7
2. ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
ВЫПУСКНИКА МАГИСТЕРСКОЙ ПРОГРАММЫ ЭКОЛОГИЯ
ПО НАПРАВЛЕНИЮ ПОДГОТОВКИ 020400 БИОЛОГИЯ
2.1. Область профессиональной деятельности выпускника.
Область профессиональной деятельности магистров по направлению подготовки
020400 Биология включает: исследование живой природы и ее закономерностей, использование биологических систем в хозяйственных и медицинских целях, охрана природы.
Сферой профессиональной деятельности выпускников являются:
научно-исследовательские, научно-производственные, проектные организации;
органы охраны природы и управления природопользованием;
общеобразовательные учреждения и образовательные учреждения профессионального образования (в установленном порядке).
2.2. Объекты профессиональной деятельности выпускника
Объектами профессиональной деятельности магистров по направлению подготовки
020400 Биология являются: биологические системы различных уровней организации;
процессы их жизнедеятельности и эволюции; биологические, биоинженерные, биомедицинские, природоохранительные технологии, экологическая экспертиза и мониторинг,
оценка и восстановление территориальных биоресурсов.
2.3. Виды профессиональной деятельности выпускника
Магистр по направлению подготовки 020400 Биология готовится к следующим видам профессиональной деятельности:
научно-исследовательской, научно-производственной, проектной, организационноуправленческой деятельности, а также к педагогической деятельности (в установленном
порядке).
Конкретные виды профессиональной деятельности, к которым в основном готовится магистр, должны определять содержание его образовательной программы, разрабатываемой высшим учебным заведением совместно с обучающимися, научнопедагогическими работниками высшего учебного заведения и объединениями работодателей.
2.4. Задачи профессиональной деятельности выпускника
Магистр по направлению подготовки 020400 Биология должен быть подготовлен к
решению следующих профессиональных задач в соответствии с профильной направленностью магистерской программы и видами профессиональной деятельности.
Научно-исследовательская деятельность:
самостоятельный выбор и обоснование цели, организация и проведение научного исследования по актуальной проблеме в соответствии со специализацией;
формулировка новых задач, возникающих в ходе исследования;
выбор, обоснование и освоение методов, адекватных поставленной цели;
освоение новых теорий, моделей, методов исследования, разработка новых методических подходов;
работа с научной информацией с использованием новых технологий;
обработка и критическая оценка результатов исследований;
подготовка и оформление научных публикаций, отчетов, патентов и докладов, проведение семинаров, конференций.
Научно-производственная и проектная деятельность:
самостоятельное планирование и проведение полевых, лабораторно-прикладных работ, контроль биотехнологических процессов в соответствии со специализацией;
освоение и участие в создании новых биологических технологий;
8
организация получения биологического материала;
планирование и проведение природоохранных предприятий;
планирование и проведение биомониторинга и оценки состояния природной среды;
сбор и анализ имеющейся информации по проблеме с использованием современных
методов автоматизированного сбора и обработки информации;
обработка, критический анализ полученных данных;
подготовка и публикация обзоров, статей, научно-технических отчетов, патентов и
проектов;
подготовка нормативных методических документов.
Организационная и управленческая деятельность:
планирование и осуществление:
лабораторных и полевых исследований в соответствии со специализацией;
мероприятий по охране природы, биомониторингу, экологической экспертизе, оценке и восстановлению биоресурсов;
семинаров и конференций;
подготовка материалов к публикации;
патентная работа;
составление проектной, сметной и отчетной документации;
подготовка научно-технических проектов.
Педагогическая деятельность (в установленном порядке в соответствии с полученной квалификацией):
подготовка и чтение курсов лекций;
организация учебных занятий и научно-исследовательской работы студентов в высших учебных заведениях, руководство дипломными работами студентов.
3. КОМПЕТЕНЦИИ ВЫПУСКНИКА
ОПОП ВО, ФОРМИРУЕМЫЕ В
РЕЗУЛЬТАТЕ ОСВОЕНИЯ ДАННОЙ МАГИСТЕРСКОЙ ПРОГРАММЫ
Результаты освоения ОПОП ВО магистратуры определяются приобретаемыми выпускником компетенциями, т.е. его способностью применять знания, умения и личные качества в соответствии с задачами профессиональной деятельности.
В результате освоения данной ОПОП ВО магистратуры выпускник должен обладать
следующими компетенциями:
а) общекультурными (ОК):
способен к творчеству (креативность) и системному мышлению (ОК-1);
способен к инновационной деятельности (ОК-2);
способен к адаптации и повышению своего научного и культурного уровня (ОК-3);
понимает пути развития и перспективы сохранения цивилизации, связь геополитических и биосферных процессов, проявляет активную жизненную позицию, используя профессиональные знания (ОК-4);
проявляет инициативу, в том числе в ситуациях риска, способен брать на себя всю
полноту ответственности, способен к поиску решений в нестандартных ситуациях (ОК-5);
способен самостоятельно приобретать с помощью информационных технологий и
использовать в практической деятельности новые знания и умения, в том числе в новых
областях знаний, непосредственно не связанных со сферой деятельности (ОК-6);
б) профессиональными (ПК), в том числе:
понимает современные проблемы биологии и использует фундаментальные биологические представления в сфере профессиональной деятельности для постановки и решения новых задач (ПК-1);
знает и использует основные теории, концепции и принципы в избранной области
деятельности, способен к системному мышлению (ПК-2);
самостоятельно анализирует имеющуюся информацию, выявляет фундаментальные
9
проблемы, ставит задачу и выполняет полевые, лабораторные биологические исследования при решении конкретных задач по специализации с использованием современной аппаратуры и вычислительных средств, демонстрирует ответственность за качество работ и
научную достоверность результатов (ПК-3);
демонстрирует знание истории и методологии биологических наук, расширяющее
общепрофессиональную, фундаментальную подготовку (ПК-4);
демонстрирует знание основ учения о биосфере, понимание современных биосферных процессов, способность к их системной оценке, способность прогнозировать последствия реализации социально значимых проектов (ПК-5);
творчески применяет современные компьютерные технологии при сборе, хранении,
обработке, анализе и передаче биологической информации (ПК-6);
понимает и глубоко осмысливает философские концепции естествознания, место естественных наук в выработке научного мировоззрения (ПК-7);
использует навыки организации и руководства работой профессиональных коллективов, способен к междисциплинарному общению и к свободному деловому общению на
русском и иностранных языках, работе в международных коллективах (ПК-8);
профессионально оформляет, представляет и докладывает результаты научноисследовательских и производственно-технологических работ по утвержденным формам
(ПК-9);
в соответствии с видами деятельности:
глубоко понимает и творчески использует в научной и производственнотехнологической деятельности знания фундаментальных и прикладных разделов специальных дисциплин магистерской программы (ПК-10);
умеет планировать и реализовывать профессиональные мероприятия (в соответствии
с целями магистерской программы) (ПК-11);
применяет методические основы проектирования и выполнения полевых и лабораторных биологических и экологических исследований с использованием современной аппаратуры и вычислительных комплексов (в соответствии с целями магистерской программы), генерирует новые идеи и методические решения (ПК-12);
самостоятельно использует современные компьютерные технологии для решения
научно-исследовательских и производственно-технологических задач профессиональной
деятельности, для сбора и анализа биологической информации (ПК-13);
планирует и проводит мероприятия по оценке состояния и охране природной среды в
соответствии со специализацией (ПК-14);
использует знание нормативных документов, регламентирующих организацию и методику проведения научно-исследовательских и производственно-технологических биологических работ (в соответствии с целями ООП магистратуры), способен руководить рабочим коллективом, обеспечивать меры производственной безопасности (ПК-15);
имеет навыки формирования учебного материала, чтения лекций, готов к преподаванию в высшей школе и руководству научно-исследовательскими работами (НИР) студентов, умеет представлять учебный материал в устной, письменной и графической форме
для различных контингентов слушателей (ПК-16).
в) профильно-специализированными (СК):
владеет предметной областью разработки эффективных методов изучения и оценки
состояния организмов, популяций и сообществ во взаимодействии со средой обитания
(СК-1);
способен применять методы решения практических задач общей экологии, экологического мониторинга, оценки состояния окружающей природной среды, прогнозирования биологических ресурсов биосферы, рационального природопользования (СК-2);
владеет методами и средствами изучения и оценки состояния почвенной биоты,
водных экосистем, ландшафтов (СК-3);
10
готов к решению социально-экологических проблем, в том числе проблем экологии
человека (СК-4);
способен применять эволюционное учение для обоснования закономерностей глобальной экологии (СК-5).
4. ДОКУМЕНТЫ,
РЕГЛАМЕНТИРУЮЩИЕ
СОДЕРЖАНИЕ
И
ОРГАНИЗАЦИЮ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО ПРОЦЕССА ПРИ РЕАЛИЗАЦИИ
МАГИСТЕРСКОЙ
ПРОГРАММЫ
ЭКОЛОГИЯ
ПО
НАПРАВЛЕНИЮ
ПОДГОТОВКИ 020400 БИОЛОГИЯ
В соответствии со Статьей 2 Федерального закона Российской Федерации от 29 декабря 2012 года № 273-ФЗ и ФГОС ВПО по данному направлению подготовки содержание и организация образовательного процесса при реализации данной ОПОП ВО регламентируется учебным планом; календарным учебным графиком, рабочими программами
учебных дисциплин (модулей), программами практик и организации НИР, другими материалами, обеспечивающими качество подготовки и воспитания обучающихся; а также
оценочными и методическими материалами.
4.1. Календарный учебный график (Приложение 1)
4.2. Учебный план подготовки магистра (Приложение 2)
4.3. Аннотации рабочих программ учебных дисциплин (Приложение 3)
4.4. Аннотации программ практик и организации НИР
В соответствии с ФГОС ВПО по направлению подготовки Биология раздел основной профессиональной образовательной программы магистратуры «Практики и научноисследовательская работа» является обязательным и представляет собой вид учебных занятий, непосредственно ориентированных на профессионально-практическую подготовку
обучающихся. Практики и НИР закрепляют знания и умения, приобретаемые обучающимися в результате освоения теоретических дисциплин, вырабатывают практические навыки и способствуют комплексному формированию общекультурных и профессиональных
компетенций обучающихся.
4.4.1. Программы практик
При реализации данной ОПОП ВО предусматриваются следующие виды практик:
а) Научно-исследовательская и педагогическая, 1 семестр, 6 зачетных единиц;
б) Научно-исследовательская и педагогическая, 2 семестр, 15 зачетных единиц.
Научно-исследовательская практика реализуется на базе кафедры зоологии и экологии ПГУ в рамках работы двух научно-образовательных центров (НОЦ):
1) внутрикафедрального «Экология популяций и сообществ животных» и
2) межуниверситетского (совместный между ПГУ и Институтом проблем экологии
и эволюции имени А. Н. Северцова РАН) «Экология и молекулярная генетика животных».
Созданные молекулярно-генетическая лаборатория и лаборатория биоразнообразия
и экологии сообществ, функционирующие на базе НОЦ, оснащены всем необходимым
оборудованием (включая современные световые микроскопы, оборудование для осуществления ПЦР, секвенирования ДНК, вычислительную технику, химико-аналитическое оборудование, экспедиционное оборудование и приборы для осуществления полевых работ).
11
Аннотация программы практики приведена в Приложении 4.
4.4.2. Организация НИР
Виды НИР магистранта, реализуемые в рамках ООП: фундаментальные, поисковые
и прикладные.
В ходе выполнения НИР реализуются следующие этапы: обоснование темы, обсуждение плана работы, осуществление работы, обсуждение промежуточных результатов
исследования, корректировка плана проведения НИР на основе промежуточных отчетов,
защита магистерской диссертации.
Основной формой планирования и корректировки индивидуальных планов научноисследовательской работы обучаемых является обоснование темы, обсуждение плана и
промежуточных результатов исследования в рамках научно-исследовательского семинара,
а также в ходе индивидуальной работы с научным руководителем. В процессе выполнения
научно-исследовательской работы и в ходе публичной защиты ее результатов должно
проводиться широкое обсуждение с целью оценить уровень приобретенных знаний, умений и сформированных общекультурных и профессиональных компетенций обучающихся.
Научно-исследовательская работа осуществляется в следующие сроки: 3 семестр (15
зачетных единиц), 4 семестр (12 зачетных единиц).
Аннотация организации НИР приведена в Приложении 4.
5. ФАКТИЧЕСКОЕ
ПРОГРАММЫ
РЕСУРСНОЕ
ОБЕСПЕЧЕНИЕ
МАГИСТЕРСКОЙ
Фактическое ресурсное обеспечение данной ОПОП ВО формируется на основе требований к условиям реализации основных образовательных программ магистратуры, определяемых ФГОС ВПО по направлению подготовки Биология с учетом рекомендаций
соответствующей ПрООП.
5.1. Кадровое обеспечение реализации магистерской программы
К преподаванию дисциплин учебного плана привлечено 18 человек, доля преподавателей, имеющих ученую степень и/или ученое звание, составляет 100 %, из них докторов наук, профессоров 22 %, докторов наук, доцентов 5,5%, кандидатов наук, профессоров
5,5%.
В соответствии с профилем данной ОПОП ВО выпускающей кафедрой является кафедра «Зоология и экология».
К преподаванию учебных дисциплин по профессиональному циклу привлекается 2
доктора наук (профессор и доцент); 10 кандидатов наук (9 доцентов, 1 профессор) выпускающей кафедры, таким образом 100 % преподавателей дисциплин профессионального
цикла имеют ученые степени и ученые звания, из них 16,6 % имеют ученую степень доктора наук или ученое звание профессора.
Реализация данной ОПОП магистратуры обеспечивается научно-педагогическими
кадрами, имеющими базовое образование, соответствующее профилю преподаваемых
дисциплин.
5.2. Учебно-методическое и информационное обеспечение образовательного
процесса при реализации магистерской программы
Библиотечный фонд укомплектован печатными и/или электронными изданиями основной учебной литературы по дисциплинам базовой и вариативной частей общенаучного
12
и профессионального циклов, изданными за последние 5 лет. Обеспеченность дисциплин
литературой в целом по ОПОП ВО составляет не менее 0,8 экземпляров на человека.
При изучении дисциплин общенаучного цикла используется 24 источника, обеспеченность литературой по циклу составляет 1 экземпляр на одного студента.
Информационная поддержка дисциплин профессионального цикла составляет 41 источник, на одного студента приходится 0,5 экземпляров.
1. Реферативный журнал «Экология. Общая биоценология. Гидробиология»;
2. Реферативный журнал «Териология»;
3. Журнал «Экология»;
4. Журнал «Зоологический журнал»;
5. Журнал «Ботанический журнал»;
6. Журнал «Успехи современной биологии»,
а также сотни журналов с полнотекстовым доступом с любого компьютера университета
издательств Wiley, Springer, и русскоязычных изданий, размещенных на платформе Российской электронной научной библиотеки.
Обеспеченность дополнительной литературой составляет не менее 1-2 экземпляров
на каждые 100 обучающихся.
Каждый обучающийся обеспечен доступом к электронно-библиотечной системе, содержащий издания по основным изучаемым дисциплинам, и сформированной по согласования с правообладателем учебной и учебно-методической литературой. При этом одновременно имеют индивидуальный доступ к такой системе 25 % обучающихся. Электронно-библиотечная система обеспечивает возможность индивидуального доступа для каждого обучающегося из любой точки, в которой имеется доступ к сети Интернет.
Для обучающихся обеспечен доступ к следующим профессиональным базам данных,
информационным справочным и поисковым системам:
1.
Российская научная электронная библиотека (www.elibrary.ru);
2.
Журналы издательства Wiley (www.interscience.wiley.com);
3.
Журналы и книги издательства Springer (www.springerlink.com).
Учебно-методическая документация, комплекс основных учебников, учебнометодических пособий и информационных ресурсов для учебной деятельности студентов
по всем учебным дисциплинам (модулям), практикам, НИР и др., включенным в учебный
план ОПОП ВО представлены в локальной сети университета.
5.3. Материально-технические обеспечение образовательного процесса в вузе
при реализации ОПОП ВО
Для организации учебно-воспитательного процесса по данной ОПОП ВО университет располагает материально-технической базой, обеспечивающей проведение всех видов дисциплинарной и междисциплинарной подготовки, лабораторной, практической и
научно-исследовательской работы обучающихся, предусмотренных учебным планом, и
соответствующей действующим санитарным и противопожарным правилам и нормам.
Материально-техническое обеспечение включает:
4 специально оборудованных лекционных аудитории,
1 компьютерный класс с выходом в Интернет,
2 аудитории, оборудованных мультимедийными демонстрационными комплексами,
4 учебных специализированных лаборатории (зоологии беспозвоночных и позвоночных
животных с фондовыми коллекциями) и кабинета,
2 исследовательских лаборатории (лаборатория молекулярной экологии и систематики
животных; лаборатория микроскопии),
3 зала зоологического музея,
биостанция ПГУ.
13
Каждый обучающийся во время самостоятельной подготовки обеспечен рабочим местом в компьютерном классе с выходом в Интернет в соответствии с объемом изучаемых
дисциплин. Доступ студентов к сети Интернет составляет до 20 часов на человека в неделю.
Университет обеспечен необходимым комплектом лицензионного программного
обеспечения.
6. ХАРАКТЕРИСТИКИ СОЦИАЛЬНО-КУЛЬТУРНОЙ СРЕДЫ ВУЗА,
ОБЕСПЕЧИВАЮЩИЕ РАЗВИТИЕ ОБЩЕКУЛЬТУРНЫХ КОМПЕТЕНЦИЙ
СТУДЕНТОВ
Характеристики среды, значимые для воспитания личности и
позволяющие формировать общекультурные компетенции:
•
Среда, построенная на общечеловеческих ценностях и нравственных устоях
современного общества, определяющая общекультурные компетенции будущего учителя
безопасности жизнедеятельности.
•
Правовая среда, где в полной мере действуют основной закон нашей страны
- Конституция РФ; законы и подзаконные нормативные акты, регламентирующие
образовательную деятельность и работу с молодежью, Устав университета и правила
внутреннего распорядка; которая формирует готовность будущего учителя безопасности
жизнедеятельности использовать нормативные правовые акты в своей профессиональной
деятельности и проводить работу по формированию правовой культуры у учащихся.
•
Высокоинтеллектуальная среда, содействующая развитию научного
потенциала студентов и повышению интереса к научному творчеству в различных
отраслях педагогики (теории обучения и воспитания, методике обучения безопасности
жизнедеятельности).
•
Среда высокой коммуникативной культуры, толерантного диалогового
взаимодействия студентов, студентов и преподавателей, студентов и сотрудников
университета; позволяющая моделировать взаимодействие будущего учителя
безопасности жизнедеятельности и школьников в процессе обучения и воспитания, а
также формировать готовность к использованию принципов толерантности, диалога и
сотрудничества в процессе взаимодействия с участниками образовательного процесса.
•
Гуманитарная среда, поддерживаемая современными информационно–
коммуникационными технологиями, позволяющая формировать высокий уровень ИКТкомпетентности и информационную культуру, адекватные требованиям, предъявляемым к
современному учителю безопасности жизнедеятельности.
•
Среда, открытая к сотрудничеству c работодателями, с различными
социальными партнерами, в том числе с зарубежными, и позволяющая использовать
новые формы социального партнерства.
•
Среда,
обладающая
высоким
воспитательным
потенциалом
и
ориентированная на психологическую комфортность, здоровый образ жизни,
культивирование корпоративных ценностей; формирующая у будущего учителя
безопасности жизнедеятельности опыт создания современной социокультурной среды
образовательного учреждения.
6.1.
6.2 Задачи воспитательной деятельности, решаемые в ОПОП:
приобщение к общечеловеческим ценностям, таким как Родина, личность,
семья, свобода, справедливость,
создание условий для успешной социализации молодежи,
воспитание
личностных
качеств,
необходимых
для
успешной
самореализации в роли учителя безопасности жизнедеятельности: профессионализма,
14
дисциплинированности, ответственности, организаторских и творческих способностей;
социальной и инновационной активности, коммуникабельности и толерантности;
содействие
эффективной
профориентации
молодежи
(внедрение
современных технологий карьерного роста, сохранение и развитие мотивации к
педагогической деятельности, подготовка специалиста, конкурентноспособного на
современном рынке труда).
формирование у студентов российской идентичности и профилактика
межэтнических и межконфессиональных конфликтов,
выявление и развитие творческих способностей студентов,
развитие добровольчества в студенческой среде.
6.3 Используемая инфраструктура вуза:
- Библиотеки факультетов
- Учебные аудитории
- Конференц-залы
- Типовой спортивный зал
- Типовой гимнастический зал
- Плавательный бассейн
- Лыжная база
- Санаторий-профилакторий
- Студенческая поликлиника
- Столовые и буфеты
- Студенческие общежития
- Тренинговый центр «Импульс»
- Служба психологической помощи и мониторинга социально-культурной
среды
- Комнаты психологической разгрузки
- Комнаты эмоциональной разгрузки
- Фотостудия
6.4 Ресурсное обеспечение:
1) нормативно-правовое
- Стратегия государственной молодежной политики в Российской Федерации на
период до 2016 года
- Концепция долгосрочного социально-экономического развития РФ на период до
2020 года
- Послание Президента Российской Федерации Федеральному Собранию Российской Федерации от 30 ноября 2010 года
- Послание Президента Российской Федерации Федеральному Собранию Российской Федерации от 29 июня 2011 года
- Концепция федеральной целевой программы «Молодежь России» на 2012-2016
годы
- Приказ Минобрнауки России от 22.11.2011
«О Совете по вопросам развития
студенческого самоуправления в образовательных учреждениях среднего и высшего профессионального образования»
- Указ Президента РФ от 14.02.2010 № 182 (ред. от 08.03.2011) "О стипендиях Президента Российской Федерации для студентов, аспирантов, адъюнктов, слушателей и курсантов образовательных учреждений высшего профессионального образования"
- Постановление Правительства Российской Федерации 7 февраля 2011 г.
№61
«О Федеральной целевой программе развития образования на 2011-2015 годы»
15
- Постановление Правительства Российской Федерации 09 апреля 2010 г.
№220
«О мерах по привлечению ведущих ученых в российские образовательные учреждения
высшего профессионального образования»
- Постановление Правительства Российской Федерации от 27 мая 2006 г. № 311 «О
премиях для поддержки талантливой молодежи»
- Указ Президента РФ от 06 апреля 2006 г. № 325 (В ред. указов Президента России
от 29 февраля 2008 г. N 283, от 09 ноября 2010 г. N 1413)
- Постановление Правительства Российской Федерации "О государственной программе Российской Федерации "Доступная среда" на 2011 - 2015 годы" от 17 марта 2011 г.
- Постановление Правительства Российской Федерации "О государственной программе "Патриотическое воспитание граждан Российской Федерации на 2011 - 2015 года"
от 05 октября 2010 г. № 795
- Распоряжение Правительства РФ от 7 августа 2009 года «О Стратегии развития
физической культуры и спорта в Российской Федерации на период до 2020 года»
7. НОРМАТИВНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ СИСТЕМЫ ОЦЕНКИ
КАЧЕСТВА ОСВОЕНИЯ ОБУЧАЮЩИМИСЯ МАГИСТЕРСКОЙ ПРОГРАММЫ.
В соответствии с ФГОС ВПО магистратуры по направлению подготовки 020400
Биология и Федеральным законом «Об образовании в Российской Федерации» оценка качества освоения обучающимися основных образовательных программ включает текущий
контроль успеваемости, промежуточную и государственную итоговую аттестацию обучающихся.
7.1. Фонды оценочных средств для проведения текущего контроля успеваемости и промежуточной аттестации
Нормативно-методическое обеспечение текущего контроля успеваемости и промежуточной аттестации обучающихся по ОПОП ВО осуществляется в соответствии с Федеральным законом «Об образовании в Российской Федерации».
Текущая и промежуточная аттестации служат основным средством обеспечения в
учебном процессе обратной связи между преподавателем и студентом, необходимой для
стимулирования работы обучающихся и совершенствования методики преподавания
учебных дисциплин.
Текущая аттестация представляет собой проверку усвоения учебного материала,
регулярно осуществляемую на протяжении семестра. Промежуточная аттестация, как правило, осуществляется в конце семестра и может завершать как изучение отдельной дисциплины, так и ее раздела (разделов).
Текущая и промежуточная аттестации позволяют оценить совокупность знаний и
умений, а также формирование определенных компетенций.
К формам текущего контроля относятся: собеседование, коллоквиум, тест, проверка контрольных работ, рефератов, эссе и иные творческих работ, опрос студентов на
учебных занятиях, отчеты студентов по лабораторным работам, проверка расчетнографических работ и др.
К формам промежуточного контроля относятся: зачет, экзамен по дисциплине (модулю), защита курсового проекта (работы), отчета (по практикам, научноисследовательской работе студентов и т.п.) и др.
Для аттестации обучающихся на соответствие их персональных достижений поэтапным требованиям соответствующей ОПОП ВО кафедрами ПГУ разработаны фонды оценочных средств для проведения текущего контроля успеваемости и промежуточной аттестации. Фонды включают: контрольные вопросы и типовые задания для практических занятий; лабораторных и контрольных работ, коллоквиумов, зачетов и экзаменов; тесты и
16
компьютерные тестирующие программы; примерную тематику курсовых работ, эссе и
рефератов. Указанные формы оценочных средств позволяют оценить степень сформированности компетенций обучающихся.
Фонды оценочных средств для проведения текущего контроля и промежуточной аттестации приводятся в рабочих программах дисциплин (модулей), учебно-методических
комплексах дисциплин и программах практик.
7.2. Государственная итоговая аттестация выпускников ОПОП магистратуры
Государственная итоговая аттестация выпускника высшего учебного заведения является обязательной и осуществляется после освоения ОПОП магистратуры по направлению Биология в полном объеме.
Государственная итоговая аттестация выпускника включает защиту выпускной
квалификационной работы (магистерской диссертации).
Итоговые государственные испытания предназначены для определения общих и
профессиональных компетенций магистра биолога, определяющих его подготовленность
к решению профессиональных задач, установленных ФГОС ВПО, способствующих его
устойчивости на рынке труда и продолжению образования в аспирантуре.
На основе Положения об итоговой государственной аттестации, утвержденного
Минобрнауки России, требований ФГОС ВПО и рекомендаций ПрООП по направлению
подготовки Биология, в ПГУ разработаны и утверждены соответствующие нормативные
документы, регламентирующие проведение государственной итоговой аттестации: стандарты университета «Итоговая государственная аттестация» и «Выпускная квалификационная работа.
В результате подготовки и защиты выпускной квалификационной работы студент
должен продемонстрировать способность и умение самостоятельно решать на современном уровне задачи своей профессиональной деятельности, профессионально излагать специальную информацию, научно аргументировать и защищать свою точку зрения.
7.2.1. Требования к выпускной квалификационной работе по направлению подготовки
магистратуры Биология, магистерская программа Экология
Подготовка и защита магистерской диссертации осуществляется в соответствии с:
– Положением Минобразования России от 25.03.2003 № 1155 «Об итоговой государственной аттестации выпускников высших учебных заведений».
– Стандартом университета СТО ПГУ 1.05—2014 «Выпускная квалификационная работа».
Цели и задачи выполнения магистерской диссертации
Выполнение магистерской диссертации является обязательным видом итоговой
государственной аттестации выпускников высших учебных заведений уровня магистратуры. Основными целями выполнения магистерской диссертации являются:
– расширение, закрепление и систематизация теоретических знаний и приобретение навыков практического применения этих знаний в профессиональной сфере;
– развитие навыков ведения самостоятельных теоретических и экспериментальных исследований;
– приобретение опыта обработки, анализа, систематизации результатов теоретических и экспериментальных исследований, оценка их практической значимости и возможной области применения;
– приобретение опыта представления и публичной защиты результатов своей деятельности;
– выявление степени подготовленности выпускника к самостоятельной работе в
профессиональной области.
17
Общие требования к выполнению магистерской диссертации
Выпускная квалификационная работа магистра (магистерская диссертация) представляет собой законченную теоретическую или экспериментальную научноисследовательскую или научно-производственную работу, связанную с решением актуальных задач экологии.
Магистерская диссертация должна являться итогом научно-исследовательской
и/или научно-педагогической работы магистранта, связанной с разработкой конкретных
теоретических задач, учебно-методических материалов, научно-производственных и научно-педагогических задач прикладного характера, определяемых спецификой образовательного направления. Работа в целом должна содержать оригинальные научные выводы.
Магистерская диссертация выполняется на базе полученных теоретических знаний и практических навыков, полученных студентом в течение всего срока обучения в вузе по выбранному направлению подготовки высшего профессионального образования,
прохождения научно-педагогической практики и научно-исследовательской работы, выполняемой в магистратуре. Затраты времени на подготовку и защиту магистерской диссертации определяются соответствующим государственным образовательным стандартом
и учебным планом.
Содержание магистерской диссертации должно удовлетворять требованиям государственного образовательного стандарта к профессиональной подготовленности выпускника уровня магистратуры, как правило, должна соответствовать уровню научной публикации в области общей биологии и экологии. Магистерская диссертация должна включать
в себя:
– анализ поставленной проблемы, выполненный на основе изучения литературных источников;
– формулировку актуальности, постановку цели и задач научного исследования
или научно-производственной работы;
– предложение и обоснование методов или способов ее решения;
– представление и анализ полученных результатов;
– выводы, рекомендации по использованию полученных результатов в научной,
педагогической и практической деятельности;
– список цитируемых научных публикаций, в том числе собственных.
Рекомендуемый объем магистерской диссертации – не менее 60 страниц печатного текста без учета приложений.
Руководство магистерской диссертацией
Тематика магистерских диссертаций определяется в течение 1 месяца со дня зачисления в магистратуру. Студенту предоставляется право выбора темы вплоть до предложения своей тематики с необходимым обоснованием целесообразности ее разработки.
Для подготовки магистерской диссертации студенту назначается научный руководитель и,
при необходимости, консультант. Магистерская диссертация подлежат обязательному рецензированию. Для экспертизы магистерской диссертации привлекаются внешние рецензенты: профессора, доценты и научные сотрудники других высших учебных заведений,
специалисты научных организаций и др.
Руководство магистерской диссертацией осуществляется профессорами, доцентами, а также наиболее опытными преподавателями и научными сотрудниками университета. Руководителями могут быть научные сотрудники и высококвалифицированные специалисты-практики других учреждений. Руководитель и консультант призваны оказать
научно-методическую помощь студенту при самостоятельном решении им научных и
практических вопросов, творческой работе, связанной с поиском новых идей. Однако за
результаты исследования отвечает автор-студент.
Руководитель магистерской диссертации осуществляет следующие функции:
18
– составляет студенту задание с указанием срока окончания (форму индивидуального задания разрабатывает выпускающая кафедра или учебно-методический совет факультета);
– оказывает студенту помощь при разработке плана работы, устанавливает календарные сроки выполнения отдельных частей диссертации;
– проводит со студентом систематические консультации;
– контролирует ход выполнения работы;
– проверяет выполнение работы (по частям и в целом);
– представляет на кафедру письменный отзыв на законченную магистерскую диссертацию, предварительно ознакомив с ним автора работы;
– контролирует получение студентом рецензии на выполненную работу;
– готовит студента к защите в ГАК.
Консультанты оказывают помощь студенту в написании конкретной части работы, контролируют соблюдение требований, предъявляемых кафедрой к содержанию и
оформлению магистерской диссертации, просматривают работу в процессе написания,
проверяют правильность выводов и т.д.
Требования к оформлению магистерской диссертации
Выпускная квалификационная работа оформляется в печатном виде на одной стороне листа белой бумаги формата А4 в соответствии с правилами оформления научноисследовательских работ; обязательные требования к размеру полей, шрифта, межстрочного интервала и т.д. формулируются в положении, разрабатываемом выпускающей кафедрой или учебно-методическим советом факультета, которое доводится до студентов не
позднее, чем за 6 месяцев до начала ИГА.
ВКР, представляемая к защите, должна быть сброшюрована и переплетена.
Объем ВКР определяется выпускающей кафедрой на основании рекомендаций,
представленных в соответствующих разделах настоящего положения, и с учетом выполненного исследования в зависимости от требований ГОС ВПО по конкретным направлениям подготовки (специальностям).
Текст ВКР начинается с титульного листа. На следующей странице дается оглавление работы с перечислением написанных глав, параграфов, разделов, приложений с указанием страниц. Оглавление должно включать все заголовки, имеющиеся в работе. Формулировка их должна точно соответствовать содержанию работы, быть краткой, четкой,
последовательно и точно отражать внутреннюю логику ВКР.
Все листы работы, начиная с введения, нумеруются. Нумерация страниц должна
быть сквозной. Список литературы и приложения необходимо включать в сквозную нумерацию.
Список литературы составляется в соответствии ГОСТ Р7.05 – 2008 «Библиографическая ссылка. Общие требования и правила составления».
Приложение оформляется как продолжение работы, но не входит в ее основной
объем.
Выпускная квалификационная работа в завершенном и соответствующим образом
оформленном виде, подписанная студентом и консультантом, представляется на просмотр
руководителю не позднее, чем за месяц до начала работы ГАК. После проверки ВКР руководитель подписывает ее и вместе со своим письменным отзывом представляет заведующему кафедрой.
Заведующий кафедрой, ознакомившись с ВКР, отзывом руководителя и с учетом
итогов предварительной защиты, решает вопрос о допуске студента к защите на заседании
кафедры и ставит свою подпись на титульном листе ВКР. Если руководитель или заведующий кафедрой не считает возможным допустить студента к защите, то этот вопрос обсуждается на заседании кафедры с участием руководителя и студента, где формулируется
мотивированное решение о причине отказа в допуске к защите. При этом кафедра решает:
19
может ли студент доработать ВКР или должен написать ВКР по новой теме. Выписка из
протокола заседания кафедры представляется на утверждение Ученого совета факультета.
Необходимость и сроки проведения предварительной защиты ВКР определяет
выпускающая кафедра, несущая ответственность за организацию контроля своевременного выполнения ВКР.
Не позднее, чем за неделю до защиты на выпускающую кафедру должна быть
представлена рецензия. С содержанием рецензии студент и руководитель должны быть
ознакомлены не менее, чем за три дня до защиты.
В рецензии должны быть отражены следующие вопросы:
- соответствие ВКР выбранной теме;
- актуальность рассматриваемой темы;
- степень обоснованности научных выводов, рекомендаций, их достоверность и
новизна, научное и практическое значение;
- достоинства и недостатки ВКР.
В заключительной части рецензии дается мнение рецензента о соответствии ВКР
требованиям ГОС, о рекомендации ее к защите, о ее общей оценке. Рецензия должна быть
подписана рецензентом с полным указанием фамилии, имени, отчества, ученого звания и
ученой степени, места работы и занимаемой должности. Подпись рецензента заверяется в
установленном порядке учреждением, где он работает.
В случае, если студент не допускается к защите ВКР, он может быть допущен к
другим аттестационным испытаниям, входящим в состав государственной итоговой аттестации, а затем (после сдачи государственных экзаменов) отчисляется из университета и
получает диплом о неполном высшем образовании.
Выпускнику может быть предоставлено право повторной защиты ВКР, которая
может быть назначена не ранее, чем через 3 месяца (если Ученым советом факультета было принято решение о необходимой доработки ВКР), но не позднее 5 лет после назначения защиты впервые.
После повторного недопуска ВКР к защите либо получения неудовлетворительной оценки на защите ВКР студент вновь отчисляется из университета как не прошедший
ИГА повторно.
Повторные итоговые аттестационные испытания не могут назначаться вузом более двух раз.
Порядок защиты выпускных квалификационных работ
Расписание работы ГАК утверждается проректором по учебной работе и объявляется студентам не позднее, чем за месяц до начала работы ГАК.
Защита выпускной квалификационной работы проводится на открытом заседании
государственной аттестационной комиссии, определяемой приказом ректора, с участием
не менее 2/3 ее состава. На заседании ГАК могут присутствовать руководители ВКР, рецензенты, студенты, а также все желающие.
К защите ВКР допускаются студенты, успешно завершившие в полном объеме освоение основной образовательной программы по направлению подготовки (специальности) высшего профессионального образования и успешно прошедшие все другие виды
итоговых аттестационных испытаний.
Защита происходит следующим образом:
- председатель ГАК после открытия заседания объявляет о защите ВКР;
- объявляет фамилию студента, зачитывает тему ВКР, фамилию руководителя и рецензента и предоставляет слово студенту;
- студент делает сообщение продолжительностью до 10 минут, в котором в сжатой форме
обосновывается актуальность темы исследования, излагает основное содержание, результаты исследования и выводы, обосновывает практическую значимость исследования;
20
- студент отвечает на вопросы членов ГАК и присутствующих на защите других лиц;
- зачитывается отзыв руководителя и рецензия на ВКР;
- выступления присутствующих на защите;
- студенту предоставляется возможность ответить на замечания рецензента и выступления, согласиться с замечаниями или обоснованно опровергнуть их.
Результаты защиты обсуждаются на закрытом заседании ГАК и оцениваются простым большинством голосов членов комиссии, участвующих в заседании. При равном
числе голосов мнение председателя ГАК является решающим.
Оценка (отлично, хорошо, удовлетворительно, неудовлетворительно) объявляется
студенту в тот же день после оформления протокола заседания ГАК.
Критерии оценки ВКР разрабатываются выпускающими кафедрами и утверждаются Ученым советом факультета.
Апелляции по итогам защиты ВКР не рассматриваются.
После защиты ВКР с отзывом и рецензией должна храниться на кафедре в течение
пяти лет. Студенту разрешается, по его желанию, снять копию со своей работы.
Студент, получивший неудовлетворительную оценку за ВКР, отчисляется из университета и получает диплом о неполном высшем образовании. В этом случае выпускнику
предоставляется право повторной защиты ВКР, которая может быть назначена не ранее
чем через 3 месяца, но не позднее 5 лет после прохождения первой защиты. При этом ГАК
определяет, может ли студент представить к повторной защите доработанную ВКР или
должен написать ВКР по новой теме, установленной выпускающей кафедрой.
После повторной неудовлетворительной защиты ВКР либо в случае недопуска к
защите студент вновь отчисляется из университета как не прошедший ИГА повторно.
Повторные итоговые аттестационные испытания не могут назначаться вузом более двух раз.
Студенту, не защитившему ВКР в установленный срок по уважительной причине,
подтвержденной документально, может быть, по его личному заявлению, продлен срок
обучения. Дополнительное заседание ГАК организуется в установленные университетом
сроки, но не позднее четырех месяцев после подачи заявления студентом, не проходившим защиту по уважительной причине.
21
ПРИЛОЖЕНИЯ
22
22
Приложение 1
23
Приложение 2
24
25
Приложение 3. Аннотации рабочих программ учебных дисциплин
АННОТАЦИЯ
рабочей программы учебной дисциплины
«Иностранный язык»
по направлению подготовки 020400 Биология
по магистерской программе Экология
1. Цели освоения дисциплины
Цели и задачи освоения дисциплины «Иностранный язык» являются формирование межкультурной и коммуникативной компетенции. предполагающих свободное владение профессионально-ориентированным устным и письменным иностранным языком. а
также переводческой компетенцией. которая представляет собой умение извлекать информацию из текста на одном языке и передавать ее путем создания текста (устного или
письменного) на другом языке. а также позволяет использовать иностранный язык в профессиональной деятельности и для дальнейшего самообразования.
2. Место дисциплины в структуре ОПОП магистратуры
Дисциплина «Иностранный язык» относится к базовой части общенаучного цикла.
Изучение дисциплины базируется на знании образовательной программы ВПО
по иностранному языку и практическому курсу иностранного языка, что обеспечивает
эффективную речевую деятельность, как в профессиональном, так и в повседневном общении.
Компетенции, формируемые в процессе изучения курса «Иностранный язык», являются необходимой основой для формирования межкультурной и коммуникативной компетенций, овладения специальной терминологией для адекватного понимания иноязычного текста, что позволит использовать иностранный язык в профессиональной деятельности и дальнейшем самообразовании.
3. Содержание дисциплины « Иностранный язык»
(английский язык)
Раздел 1. Человек и природа.
Тема 1.1 Отношение человека к окружающей среде. Экологическое образование населения.
Тексты для чтения и перевода: Ecological Catastrophe of Harmony with Nature. Youth
and Protection of Nature.
Грамматический материал: видовременные формы английского глагола действительного залога (Present Simple, Past Simple, Future Simple, Present Progressive, Past Progressive, Future Progressive, Present Perfect, Past Perfect, Future Perfect, Present Perfect Progressive, past Perfect Progressive, Future Perfect Progressive) (Revision).
Ключевые навыки: употребление временных форм английского глагола в адекватной речевой ситуации.
Тема 1.2 Воспитание любви к природе, культура поведения человека в лесу, лесопарках, парках.
Тексты для чтения и перевода: Operation ‘Sterkh’. A Home for Plants, Birds and Animals.
Грамматический материал: видовременные формы английского глагола страдательного залога (Present Simple, Past Simple, Future Simple, Present Progressive, Past Progressive,
Present Perfect, Past Perfect, Future Perfect) (Revision).
Ключевые навыки: употребление видо-временных форм английского глагола в аде26
кватной речевой ситуации. Перевод страдательного залога в двух языках.
Раздел 2. Защита окружающей среды.
Тема 2.1 Проблема чистой воды. Очистные сооружения воды.
Тексты для чтения и перевода: Air and Water Pollution. Biosphere and the Arms Race.
Грамматический материал: употребление неопределенного артикля.
Ключевые навыки: определение смысловой идентичности текстов исходного языка
(ИЯ) и языка перевода (ПЯ), описывающих одну и ту же ситуацию. Сообщение по теме.
Тема 2.2 Сохранность ландшафтов. Заповедники их задача по охране природных богатств.
Тексты для чтения и перевода: Animals Communicate with Humans.
Грамматический материал: употребление определенного артикля.
Ключевые навыки: анализ, осмысление и синтез перевода текста. Моделирование
ситуаций и подбор варианта перевода.
Раздел 3. Биология – наука.
Тема 3.1 Научные достижения в области биологии. Учение о жизни, закономерностях развития органического мира. Микробиология как самостоятельная наука в
системе биологических дисциплин. Вклад биологии в развитие промышленности.
Тексты для чтения и перевода: Biology. The Science of Biology.
Грамматический материал: употребление нулевого артикля.
Ключевые навыки: составление плана к тексту. Сообщение по теме.
Раздел 4. Генетика – наука.
Тема 4.1 Современная трактовка науки-генетики как эволюционного учения о
наследственности и изменчивости органических форм.
Тексты для чтения и перевода: Genetics and Essence of Life. Improvement of Plants.
Грамматический материал: прямая и косвенная речь.
Ключевые навыки: перевод прямой и косвенной речи с целью установления грамматических характеристик слов для их использования в речи.
Тема 4.2 Известный ученый-генетик Вавилов. Его вклад в развитие наукигенетики.
Тексты для чтения и перевода: What is Mutation? Bionics is the Science of the Future.
Грамматический материал: согласование времен.
Ключевые навыки: переключение от устной речи к письменному переводу. Письменный перевод текстов по теме. Использование справочной литературы. Анализ структуры и принципов описания слов в различных словарях.
Раздел 5. Известные ученые-биологи.
Тема 5.1 Жизненный и творческий путь ученых: Ч. Дарвин, И. Павлов, И.
Мечников, Л. Пастер и др.
Тексты для чтения и перевода: I.I. Mechnikov, Charles Darwin, Ivan Pavlov,
Timiryazev.
Грамматический материал: сослагательное наклонение. Условные предложения
(Conditional 1, Conditional 2, Conditional 3).
Ключевые навыки: организация и ведение диалога по теме.
Раздел 6. Научная работа в вузе.
Тема 6.1 Научные конференции, симпозиумы. Научная организация работы
студентов, магистров. Организация и проведение дискуссий, встреча с учеными.
Грамматический материал: сослагательное наклонение. (Making a Wish)
Ключевые навыки: использование речевых клише и фразеологизмов. Правила орга27
низации дискуссий. Составление докладов, конспектов сообщений для научных конференций.
Тема 6.2 Организация и проведение экспедиций, сбор материалов для научных
рефератов и диссертаций.
Грамматический материал: инфинитив и инфинитивные конструкции. Использование инфинитива без частицы to. Функции инфинитива в предложении. Инфинитивные
конструкции: the Complex Object, the Complex Subject, the For-to-Infinitive Construction.
Ключевые навыки: использование алгоритма работы с научными текстами. Овладение терминологической базой данной отрасли науки. Составление докладов, конспектов
сообщений для научных конференций.
Раздел 7. Международные и общественные организации по охране природы.
Тема 7.1 Задачи организаций по охране окружающей среды: сохранить и оставить подрастающему поколению обитаемую и достойную человека Землю.
Тексты для чтения и перевода: Green Peace.
Грамматический материал: ing-forms: причастие, герундий. Причастные конструкции: the Absolute Participial Construction, Have Something Done. Функции герундия и причастия в предложении. Герундий и отглагольное существительное.
Ключевые навыки: составление развернутого плана к текстам, передача содержания
текста по ключевым словам.
Раздел 8 Реферирование и аннотирование газетных и журнальных статей по
изученной тематике.
Тема 8.1 Знакомство с речевыми клише оформления рефератов на русском
языке и иностранных языках, при чтении иностранных текстов.
Тексты для чтения и перевода: Russian Dinasaurs. Крылатый динозавр.
Грамматический материал: виды предложений: the Compound Sentence. The Complex
Sentence. Инверсия.
Ключевые навыки: микрореферирование с целью выделения ключевой информации
из текста и ее передача на языке перевода.
Тема 8.2 Аннотирование и реферирование иностранных газетных и журнальных текстов на иностранном языке.
Тексты для чтения и перевода: Frogs as a Source of Water. Танцор с белым знаменем.
Грамматический материал: придаточные предложения: Attributive Clauses. Adverbial
clauses.
Ключевые навыки: аннотирование статей на русском и английском языках.
4. Содержание дисциплины « Иностранный язык»
(немецкий язык)
Раздел 1. Человек и природа.
Тема 1.1 Отношение человека к окружающей среде. Экологическое образование населения.
Тексты для чтения и перевода: DieUmweltschutz, DieOkologie
Грамматический материал: видовременные формы: Presens,Imperfekt)
Ключевые навыки: употребление временных форм.
Тема 1.2 Воспитание любви к природе, культура поведения человека в лесу, лесопарках, парках.
Тексты для чтения и перевода: Warum sterben die Walder?
Грамматический материал: видовременные формы английского глагола страдательного залога (Perfekt,Plusguamperfekt)
Ключевые навыки: употребление Perfekt в адекватной речевой ситуации. Перевод
28
предложений,содержащих Plusguamperfekt.
Раздел 2. Защита окружающей среды.
Тема 2.1 Проблема чистой воды. Очистные сооружения воды.
Тексты для чтения и перевода: Wasservewerschmutzung
Грамматический материал: употребление неопределенного артикля.
Ключевые навыки: определение смысловой идентичности текстов исходного языка
(ИЯ) и языка перевода (ПЯ), описывающих одну и ту же ситуацию. Сообщение по теме.
Тема 2.2 Сохранность ландшафтов. Заповедники их задача по охране природных богатств.
Тексты для чтения и перевода: Tierwelt und Pflanzenwelt
Грамматический материал: употребление определенного артикля.
Ключевые навыки: анализ, осмысление и синтез перевода текста. Моделирование
ситуаций и подбор варианта перевода.
Раздел 3. Биология – наука.
Тема 3.1 Научные достижения в области биологии. Учение о жизни, закономерностях развития органического мира. Микробиология как самостоятельная наука в
системе биологических дисциплин. Вклад биологии в развитие промышленности.
Тексты для чтения и перевода: Biologie in unserem Leben .Mikrobiologie.
Грамматический материал: употребление местоимений,неопределенно-личное местоимение man
Ключевые навыки: составление плана к тексту. Сообщение по теме.
Раздел 4. Генетика – наука.
Тема 4.1 Современная трактовка науки-генетики как эволюционного учения о
наследственности и изменчивости органических форм.
Тексты для чтения и перевода: Vielfalt der Lebensformen
Грамматический материал: Infinitiv 1,2
Ключевые навыки: перевод инфинитивов и инфинитивных оборотов
Тема 4.2 Известный ученый-генетик Вавилов. Его вклад в развитие наукигенетики.
Тексты для чтения и перевода: Die beruhmtenWissenschaftler
Грамматический материал: Passiv
Ключевые навыки: перевод пассивных конструкций, работа над текстовым материалом,содержащим пассивные предложения.
Раздел 5. Известные ученые-биологи.
Тема 5.1 Жизненный и творческий путь ученых: Ч. Дарвин, И. Павлов, И.
Мечников, Л. Пастер и др.
Тексты для чтения и перевода : Die beruhmtenWissenschaftler
Грамматический материал: сложноподчиненные предложения (дополнительные, цели, причины)
Ключевые навыки: организация и ведение диалога по теме.
Раздел 6. Научная работа в вузе.
Тема 6.1 Научные конференции, симпозиумы. Научная организация работы
студентов, магистров. Организация и проведение дискуссий, встреча с учеными.
Грамматический материал: сложноподчиненные предложения (времени, условия,
придаточные определительные предложения)
Ключевые навыки: использование речевых клише и фразеологизмов. Правила организации дискуссий. Составление докладов, конспектов сообщений для научных конфе29
ренций.
Тема 6.2 Организация и проведение экспедиций, сбор материалов для научных
рефератов и диссертаций.
Грамматический материал: коньюнктив
Ключевые навыки: использование алгоритма работы с научными текстами. Овладение терминологической базой данной отрасли науки. Составление докладов, конспектов
сообщений для научных конференций.
Раздел 7. Международные и общественные организации по охране природы.
Тема 7.1 Задачи организаций по охране окружающей среды: сохранить и оставить подрастающему поколению обитаемую и достойную человека Землю.
Тексты для чтения и перевода: Green Peace.
Грамматический материал: коньюнктив
Ключевые навыки: составление развернутого плана к текстам, передача содержания
текста по ключевым словам.
Раздел 8 Реферирование и аннотирование газетных и журнальных статей по
изученной тематике.
Тема 8.1 Знакомство с речевыми клише оформления рефератов на русском
языке и иностранных языках, при чтении иностранных текстов.
Грамматический материал: трансформации при переводе
Ключевые навыки: микрореферирование с целью выделения ключевой информации
из текста и ее передача на языке перевода.
Тема 8.2 Аннотирование и реферирование иностранных газетных и журнальных текстов на иностранном языке.
Тексты для чтения и перевода: Die Welt und die Rolleder Menschen inder Welt.
Грамматический материал: Futurum I,II
Ключевые навыки: аннотирование статей на русском и немецком языках.
АННОТАЦИЯ
рабочей программы учебной дисциплины
«Философские проблемы естествознания»
по направлению подготовки 020400 Биология
по магистерской программе Экология
1. Цели освоения дисциплины
Целями освоения дисциплины «Философские проблемы естествознания» являются:
Ознакомление студентов с основными этапами становления и развития философии и
естествознания; с содержанием основных методов современной науки, принципами формирования естественнонаучных гипотез и критериями выбора теорий; формирование понимания сущности естественнонаучного познания и соотношения естествознания с другими областями культуры; создание философского образа современного естествознания;
подготовка к восприятию материала различных наук для использования в конкретной области исследования.
2. Место дисциплины в структуре ОПОП магистратуры
Дисциплина «Современная философия и методология науки» относится к базовой части дисциплин общенаучного цикла (М.1).
Изучение данной дисциплины базируется на знаниях общеобразовательной программы бакалавриата по следующим предметам «История», «Философия», «Социоло30
гия». Кроме того, используются знания дисциплин базовой и вариативной частей общенаучного и профессионального циклов: «Математическое моделирование биологических
процессов», «Физико-химические основы организации живых систем».
Освоение данной дисциплины является основой для последующего изучения дисциплин базовой и вариативной частей профессионального цикла: «Современные проблемы биологии», «История и методология биологии», а также для последующего прохождения практики научно-исследовательской работы.
Содержание дисциплины «Философские проблемы естествознания»
Раздел 1. Общие проблемы философии науки.
Тема: Наука и научное познание.
Познание, знание и его формы. Сущность процесса познания. Субъект, объект и
предмет познания. Роль практики в познании. Проблема истины. Основные концепции
истины. Объективное, относительное и абсолютное в истине. Знание как результат познания. Знание и информация. Типология познания. Мифологическое познание. Религиозное
познание. Обыденно-практическое познание и его специфика. Игровое познание. Художественное познание. Рациональное и иррациональное в познании.
Научное знание как система. Специфика научного знания. Критерии научности.
Объективность, доказательность, логическая непротиворечивость, методологическая рефлективность, системность научного познания. Структура научного познания. Субъект,
объект, предметная область, система методов и средств, специфический язык как элементы научного познания.
Наука как социальное явление. Три аспекта бытия науки: наука как познавательная
деятельность, как социальный институт, как особая сфера культуры. Специфика науки как
особого вида деятельности. Структура научно-познавательной деятельности. Субъект и
объект научного познания. Средства и способы научно-познавательной деятельности.
Система знаний как результат научного познания. Различные подходы к определению социального института науки. Историческое развитие институциональных форм научной
деятельности. Научные сообщества и их исторические типы (республика ученых XVII в.;
научные сообщества эпохи дисциплинарно организованной науки; формирование междисциплинарных сообществ науки XX столетия. Научные школы. Подготовка научных
кадров. Историческое развитие способов трансляции научных знаний (от рукописных изданий до современного компьютера). Компьютеризация науки и ее социальные последствия. Наука и экономика. Наука и власть. Проблема секретности и закрытости научных исследований. Проблема государственного регулирования науки. Роль науки в современном
образовании и формировании личности. Функции науки в жизни общества (наука как мировоззрение, как производительная и социальная сила).
Тема: Естественнонаучный и гуманитарный типы культур.
Предмет и задачи курса «Философские проблемы современного естествознание».
Специфика философского и естественнонаучного мышления. Основные концепции взаимодействия философии и естествознания: натурфилософская, позитивистская, антиинтеракционистская, диалектическая. Различия предмета философии и естествознания. Онтологический, гносеологический и методологический аспекты философского анализа проблем
естествознания.
«Науки о природе» и «науки о духе»: их различия. Истоки и предмет спора двух
типов культур. Отличие естествознания от теологии.
Становление социальногуманитарных наук и начало противопоставления двух типов познания. Отличительные
характеристики естественнонаучного и социально-гуманитарного познания: по предмету,
по методу. Основания обособления натуралистики и гуманитарики. Система ценностей и
их роль в противопоставлении естествознания и социально-гуманитарных наук.
31
Единство и взаимосвязь естественно-научной и гуманитарной культур. Основания
единства двух культур: происхождение, роль в формировании мировоззрения, наличие
пограничных проблем и др. Направления воздействия гуманитарной культуры на естественную. Области использования достижений естественнонаучного познания в социальногуманитарных науках. Сближение идеалов естественно-научного и социальногуманитарного познания.
Раздел 2. Этапы развития и взаимодействия философии и естествознания.
Тема: Накопление рациональных знаний о природе в системе первобытного
сознания.
Повседневное, стихийно-эмпирическое знание первобытного человека. Специфика
первобытного мышления. Формирование элементарных пространственных представлений
как предпосылки географических знаний. Накопление знаний о свойствах растений. Зачатки знаний об органическом мире. Развитие систем счисления и формирование зачатков
математического знания. Астрономические знания первобытных людей.
Мифология первобытного человека и естественнонаучные знания. Особенности
мифологического мышления. Формирование пространственно-временных представлений.
Космогонические и космологические мифы как выражение естественнонаучных знаний.
Зоогонические и антропогонические мифы. Мифы о культурных героях. Мифологическое
познание и магия.
Тема: Развитие рациональных знаний в цивилизациях Древнего Востока.
Предпосылки становление восточных цивилизаций. Рационализация форм деятельности и общения. Разделение труда и развитие духовной культуры. Возникновение
письменности. «Культурное пространство» древневосточных цивилизаций.
Накопление элементов рациональных знаний в государствах Ближнего Востока.
Замена мифологических образов рациональными. Формирование элементарных географических знаний. Биологические, медицинские и химические знания. Астрономические знания и астрология. Математические знания. Развитие систем счета. Зарождение основ
арифметики и геометрии.
Научные знания в культуре Древнего Китая и Древней Индии. Космогонические
представления в древнекитайской мифологии. Древнекитайская натурфилософия и рационализация знания. Пятичленная картина мира. Учение о субстанции и элементах. Становление математического знания. Астрономические представления Древнего Китая.
Представление о дао как естественном законе бытия. Специфика древнекитайской натурфилософии. Веды и их роль в становлении элементов научного знания в Древней Индии.
Идеи мирового порядка и ритмов времени. Космогонические мифы Древней Индии.
Тема: Философия и становление естественнонаучных знаний в античной
культуре.
Особенности античной цивилизации. Полисное устройство общества. Роль сельской общины в жизни полиса. Социальная дифференциация. «Великая колонизация» и ее
последствия. Становление нового отношения к миру. Теокосмогонические мифы и их
роль в формировании зачатков научного знания. Факторы рационализации античной
культуры.
Античная натурфилософия и ее место в становлении естественнонаучного знания. Предпосылки становления натурфилософских представлений. Идея первоначала. Становление атомистической картины мира. Переход от проблем Космоса к проблемам человека. Космогония и
космология в эпоху античности. Геоцентрическая модель вселенной Аристотеля и Птолемея.
Гелиоцентрическая модель мира Аристарха Самосского. Античная логика и математика. Математические идеи Пифагора. Становление геометрического знания. Евклид и его «Начала геомет32
рии». Элементы математического и физического знания в трудах Архимеда.
Античные воззрения на органический мир. Идея самопроизвольного зарождения жизни
Анаксимандра. Концепция происхождения жизни Эмпедокла. Биологические воззрения Аристотеля. Формирование концептуального аппарата протобиологии. Книдская медикобиологическая школа. Гиппократ и Киосская медицинская школа. Завершение античной
медико-биологической традиции в трудах Галена. Античные представления о происхождении человека.
Тема: Естествознание и философия в эпоху средневековья.
Особенности средневековой духовной культуры. Религиозное миросозерцание как
стержень средневекового сознания. Идея удвоения мира. Отношение к познанию природы. Специфика познавательной деятельности. Роль христианской теологии в изменении
созерцательной позиции ученого: человек – творец с маленькой буквы. Развитие логических норм научного мышления и организаций научной деятельности в средневековых
университетах.
Естественнонаучные достижения средневековой восточной культуры. Аристотелизм в натурфилософии Ибн-Рушда. Концепция двойственной истины. Математические
достижения арабской культуры. Накопление знаний в области физики и астрономии. Медико-биологические знания.
Становление элементов науки в средневековой Европе. Математическое знание
средневековой Европы. Физические идеи европейского Средневековья. «Апофатическое»
(«отрицательное») богословие как источник физических идей. Теория импетуса. Алхимия
как феномен средневековой культуры. Манипуляция с природными объектами. Алхимия,
практическая магия, астрология. Религиозная трактовка проблемы человека.
Тема: Естествознание и философия в эпоху Возрождения.
Мировоззренческая революция Возрождения. Предпосылки мировоззренческой революции. Натурфилософские идеи Николая Кузанского как подготовка мировоззренческой революции. Изменение
представлений о связи человека и Бога. Логикорациональная активность сознания. Реформация как религиозная революция.
Зарождение научной биологии в эпоху Возрождения. Изменения в познании живого. Выработка стандартов, критериев и норм исследования органического мира. Создание
систематики растений. Развитии анатомии. Преформизм и эпигенез – основные естественнонаучные концепции Возрождения.
Коперниканская революция в космологии. Недостатки Птолемеевской картины
мира. Предпосылки становления гелиоцентрической модели Вселенной. Принципиальные
основы гелиоцентрической астрономии Н. Коперника. Революционное значение гелиоцентрического принципа. Дж. Бруно: мировоззренческие выводы из коперниканизма.
Идея множественности миров.
Тема: Философские основания классического естествознания.
Натурфилософия Нового времени и становление классического естествознания.
Размежевания между философией и частными науками. Формирование идеалов математизированного и опытного знания: оксфордская школа, Р. Бэкон, У. Оккам. Предпосылки
возникновения экспериментального метода и его соединения с математическим описанием природы: Г. Галилей, Ф. Бэкон, Р. Декарт. Мировоззренческая роль науки в новоевропейской культуре. Роль немецкой классической философии в развитии классического естествознания.
Классическое естествознание и его методология. Основные этапы развития классического естествознания. Этап механистического естествознания. Г. Галилей и становление
экспериментального естествознания. Резулятивный и композитивный методы познания.
Гелиоцентрические идеи И. Кеплера. Научный метод И. Ньютона. Ньютоновская механи33
ческая картина мира. Механическая картина мира и развитие биологии. Естественнонаучные идеи Лапласа. Механицизм как редукционизм. Этап зарождения и формирования
эволюционных идей. Идеи М. Фарадея и Д. Максвелла как основа электромагнитной картины мира. Учения Ч. Лайеля, Ж.Б. Ламарка и Ж. Кювье как предпосылка идеи эволюции. Основные черты эволюционной теории Ч. Дарвина.
Становление науки как профессиональной деятельности. Возникновение дисциплинарно организованной науки. Технологические применения науки. Формирование технических наук.
Тема. Неклассическая наука, ее основные характеристики.
Революция в естествознании конца 19 – начала 20 в. Возникновение квантовой и
релятивистской физики. Теория относительности А. Эйнштейна и ее роль в формировании
новой научной картины мира.
Сближение объекта и субъекта познания. Зависимость научного знания от применяемых субъектом методов и средств познания.
Формирование принципов системного и субстанционального подходов к познанию. Становление нового понимания детерминизма. Преобладание идеи статистических
закономерностей. Изменение представлений о механизме возникновения теорий.
Тема. Особенности современного этапа развития науки
Главные характеристики современной постнеклассической науки.
Современные процессы дифференциации и интеграции наук. Связь дисциплинарных и проблемно-ориентированных исследований. Освоение саморазвивающихся «синергетических» систем и новые стратегии научного поиска. Роль нелинейной динамики и синергетики в развитии современных представлений об исторически развивающихся системах. Сближение идеалов естественнонаучного и социально-гуманитарного познания. Осмысление связей социальных и внутринаучных ценностей как условие современного развития науки. Включение социальных ценностей в процесс выбора стратегий исследовательской деятельности.
Этос науки и его расширение. Новые этические проблемы науки в конце XX столетия. Проблема гуманитарного контроля в науке и высоких технологиях. Экологическая и
социально-гуманитарная экспертиза научно-технических проектов. Кризис идеала ценностно-нейтрального исследования и проблема идеологизированной науки. Экологическая
этика и ее философские основания. Философия русского космизма и учение В.И. Вернадского о биосфере, техносфере и ноосфере. Проблемы экологической этики в современной
философии.
Постнеклассическая наука и изменение мировоззренческих установок техногенной
цивилизации. Сциентизм и антисциентизм. Наука и паранаука. Поиск нового типа цивилизационного развития и новые функции науки в культуре. Научная рациональность и
проблема диалога культур. Роль науки в преодолении современных глобальных кризисов.
Раздел 3. Философские проблемы биологии.
Тема. Философия биологии.
Предмет философии биологии и его эволюция. Природа биологического познания.
Сущность и специфика философско-методологических проблем биологии. Основные этапы трансформации представлений о месте и роли биологии в системе научного познания.
Эволюция в понимании предмета биологической науки. Изменения в стратегии исследовательской деятельности в биологии. Роль философской рефлексии в развитии наук о
жизни. Философия биологии в исследовании структуры биологического знания, в изучении природы, особенностей и специфики научного познания живых объектов и систем, в
анализе средств и методов подобного познания. Философия биологии в оценке познавательной и социальной роли наук о жизни в современном обществе.
34
Биология в контексте философии и методологии науки XX в. Проблема описательной и объяснительной природы биологического знания в зеркале неокантианского противопоставления идеографических и номотетических наук (1920—1930-е гг.). Биология
сквозь призму редукционистски ориентированной философии науки логического эмпиризма (1940—1970-е гг.). Биология с точки зрения антиредукционистских методологических программ (1970—1990-е гг.). Проблема «автономного» статуса биологии как науки.
Проблема «биологической реальности». Множественность «образов биологии» в современной научно-биологической и философской литературе.
Воздействие биологии на формирование новых норм, установок и ориентации
культуры. Философия жизни в новой парадигматике культуры. Воздействие современных
биологических исследований на формирование в системе культуры новых онтологических
объяснительных схем, методолого-гно-сеологических установок, ценностных ориентиров
и деятельностных приоритетов. Потребность в создании новой философии природы, исследующей закономерности функционирования и взаимодействия различных онтологических объяснительных схем и моделей, представленных в современной науке. Роль биологии в формировании общекультурных познавательных моделей целостности, развития,
системности, коэволюции. Исторические предпосылки формирования биоэтики. Биоэтика
в различных культурных контекстах. Основные принципы и правила современной биомедицинской этики. Социальные, этико-правовые и философские проблемы применения
биологических знаний. Ценность жизни в различных культурных и конфессиональных
дискурсах. Исторические и теоретические предпосылки биологической интерпретации
властных отношений. Этологические и социобиологические основания современных биополитических концепций. Основные паттерны социабельного поведения в мире живых
организмов и в человеческом обществе. Проблемы власти и властных отношений в биополитической перспективе. Социально-философский анализ проблем биотехнологий, генной и клеточной инженерии, клонирования.
Проблема системной организации в биологии. Организованность и целостность
живых систем. Эволюция представлений об организованности и системности в биологии
(по работам А.А. Богданова, В.И. Вернадского, Л. фон Берталанфи, В.Н. Беклемишева).
Принцип системности в сфере биологического познания как путь реализации целостного
подхода к объекту в условиях многообразной дифференцированности современного знания о живых объектах.
Тема. Сущность живого и проблема его происхождения.
Становление представление о жизни в философии и естествознании. Механицизм и
витализм как концепции жизни. Проблема определения жизни. Многообразие подходов к
определению феномена жизни. Признаки живых систем. Соотношение философской и естественнонаучной интерпретации жизни.
Основные концепции происхождения жизни. Концепция креационизма. Концепция стационарного состояния. Концепция самопроизвольного зарождения жизни. Концепция панспермии. Концепция случайного однократного происхождения жизни.
Современное состояние проблемы происхождения жизни. Концепция биохимической эволюции. Теория А.И. Опарина. Концепции голобиоза и генобиоза. Молекулярная
хиральность живых организмов. Идея протобионта. Проблема жизни и ее происхождения
в современной философии.
Тема. Принцип развития в философии и биологии.
Становление идеи развития в философии и биологии. Основные этапы становления
идеи развития. Сложности эмпирического осмысления становления новых форм живого.
Идея преформизм. Идеалистическая и материалистическая концепции развития. Концепция развития Ж.Б. Ламарка. Теория катастроф Ж. Кювье.
Теория эволюции Ч. Дарвина. Основные движущие факторы эволюции в теории
35
Дарвина. Идея изменчивости видов. Проблема наследственности признаков. Борьба за
существование как фактор эволюции. Естественный отбор и его роль. Значение эволюционной теории Дарвина.
Дальнейшее развитие эволюционной теории. Комплекс доказательств теории эволюции: палеонтологические, географические, селекционные, сравнительно-анатомические
и др. Открытие законов и механизмов эволюции. Адаптационные механизмы. Катастрофические механизмы. Законы эволюции: правило прогрессирующей специализации, автономизации онтогенеза, принцип гомеостаза. Антидарвинизм.
Синтетическая теория эволюции. Изменение представлений о единице эволюции.
Понятие полезности изменения. Положение об элементарных явлениях и факторах эволюции Н.В. Тимофеева-Ресовского. Ведущие факторы эволюции: мутационные процессы,
популяционные волны численности, изоляцию и естественный отбор. Типы естественного
отбора: стабилизирующий, движущий и дизруптивный. Концепции микро- и макроэволюции. Основные положения СТЭ.
От биологической эволюционной теории к глобальному эволюционизму. Обоснования глобального эволюционизма: теория нестационарной Вселенной, концепция биосферы и ноосферы, идеи синергетики. Структура глобального эволюционизма: космическая, химическая, биологическая и социальная эволюция. Глобальный эволюционизм как
синтез эволюционного и системного подходов. Глобальный эволюционизм и современная
научная картина мира.
Тема. Проблема детерминизма в биологии.
Проблема детерминизма в философии и биологии. От механического детерминизма к органическому. Основные направления обсуждения проблемы детерминизма в биологии: телеология, механический детерминизм, органический детерминизм, акциденционализм, финализм. Детерминизм и индетерминизм в трактовке процессов жизнедеятельности. Разнообразие форм детерминации в живых системах и их взаимосвязь.
Проблема целесообразности: необходимость целевого подхода в биологии. Сущность и формы биологической телеологии: феномен «целесообразности» строения и
функционирования живых систем, целенаправленность как фундаментальная черта основных жизненных процессов, функциональные описания и объяснения в структуре
биологического познания.
Тема. Предмет экофилософии.
Экофилософия как область философского знания. Философские проблемы
взаимодействия живых организмов и систем между собой и средой своего обитания. Становление экологии в виде интегральной научной дисциплины: от экологии биологической
к экологии человека, социальной экологии, глобальной экологии. Превращение экологической проблематики в доминирующую мировоззренческую установку современной культуры. Экофилософия как рефлексия над проблемами среды обитания человека, изменения
отношения к бытию самого человека, трансформации общественных механизмов.
Человек и природа в социокультурном измерении. Основные исторические этапы
взаимодействия общества и природы. Генезис экологической проблематики. Экофильные
и экофобные мотивы мифологического сознания. Античная экологическая мысль. Экологические воззрения Средневековья и Возрождения. Экологические взгляды эпохи Просвещения. Экологические идеи Нового времени. Дарвинизм и экология. Учение о ноосфере В.И. Вернадского. Новые экологические акценты XX в.: урбоэкология, лимиты роста,
устойчивое развитие. Современные идеи о необходимости нового мирового порядка как
способа решения глобальных проблем современности и обеспечения перехода к стратегии
устойчивого развития. Историческая обусловленность возникновения социальной экологии. Основные этапы развития социально-экологического знания. Предмет и задачи социальной экологии, структура социально-экологического знания и его соотношение с дру36
гими науками. Специфика социально-экологических законов общественного развития, их
соотношение с традиционными социальными законами. Социальная экология как теоретическая основа преодоления экологического кризиса.
Экологические основы хозяйственной деятельности. Специфика хозяйственной
деятельности человека в процессе природопользования, ее основные этапы. Особенности
хозяйственной деятельности с учетом перспективы конечности материальных ресурсов
планеты. Основные направления преобразования производственной и потребительской
сфер общества с целью преодоления экологических трудностей. Направления изменения
системы приоритетов и ценностных ориентиров людей в условиях эколого-кризисной ситуации. Пути преодоления конечности материальных ресурсов при одновременном поступательном развитии общества.
Экологические императивы современной культуры. Современный экологический
кризис как кризис цивилизационный: истоки и тенденции. Направления изменения биосферы в процессе научно-технической революции. Принципы взаимодействия общества и
природы. Пути формирования экологической культуры.
Духовно-исторические основания преодоления экологического кризиса. Этические
предпосылки решения экологических проблем. Экология и экополитика. Экология и право. Экология и экономика. Концепция устойчивого развития в условиях глобализации.
Экология и философия информационной цивилизации. Критический анализ основных
сценариев экоразвития человечества: антропоцентризм, техноцентризм, биоцентризм,
теоцентризм, космоцентризм, экоцентризм. Смена доминирующих регулятивов культуры
и становление новых конститутивных принципов под влиянием экологических императивов. Новая философия взаимодействия человека и природы в контексте концепции устойчивого развития России.
Раздел 4. Методология естественнонаучного познания.
Тема. Структура естественнонаучного знания
Уровни научного знания. Научное знание как сложная развивающаяся система.
Многообразие типов научного знания. Эмпирический и теоретический уровни научного
знания, критерии их различения. Особенности эмпирического и теоретического языка
науки.
Эмпирический уровень научного познания. Эмпирические зависимости и эмпирические факты. Процедуры формирования факта. Проблема теоретической нагруженности
факта.
Структура теоретического знания. Первичные теоретические модели и законы.
Развитая теория. Теоретические модели как элемент внутренней организации теории. Ограниченность гипотетико-дедуктивной концепции теоретических знаний. Роль конструктивных методов в дедуктивном развертывании теории. Развертывание теории как процесс
решения задач. Парадигмальные образцы решения задач в составе теории. Проблемы генезиса образцов. Математизация теоретического знания. Виды интерпретации математического аппарата теории.
Тема. Основания науки, их виды.
Структура оснований. Идеалы и нормы исследования и их социокультурная размерность. Система идеалов и норм как схема метода деятельности.
Научная картина мира. Понятие «научная картина мира». Типология научных картин мира. Исторические формы естественнонаучной картины мира. Функции научной
картины мира (картина мира как онтология, как форма систематизации знания, как исследовательская программа). Операциональные основания научной картины мира. Отношение онтологических постулатов науки к мировоззренческим доминантам культуры.
Философские основания науки. Роль философских идей и принципов в обосновании научного знания. Философские идеи как эвристика научного поиска. Философское
37
обоснование как условие включения научных знаний в культуру.
Тема. Методология естественнонаучного познания.
Понятие методологии и метода научного исследования. Основные этапы развития
методологии науки. Понятие методологии научного исследования. Различные трактовки
понятия методология. Предмет методологии науки. Методология и метод. Понятие метод.
Метод научного познания. Структура научного метода. Генезис научных методов. Типология
методов научного исследования. Основания классификации методов. Философские методы научного познания: диалектика и метафизика. Логические методы научнопознавательной деятельности. Эмпирические и теоретические методы. Общенаучные, частнонаучные, междисциплинарные методы.
Методы эмпирического исследования. Наблюдение как метод эмпирического познания. Интерсубъективность и объективность наблюдения. Случайные и систематические наблюдения. Применение естественных объектов в функции приборов в систематическом наблюдении. Данные наблюдения как тип эмпирического знания. Интерпретация
данных наблюдения. Функции наблюдения в научном исследовании. Описание и его роль
в научном познании. Измерение как метод научно-познавательной деятельности. Сравнение в эмпирическом познании. Моделирование в научной деятельности. Этапы и структура моделирования. Классификация моделей. Функции моделирования в научном познании. Эксперимент в научном познании. Структура и основные виды эксперимента. Планирование и построение эксперимента. Контроль эксперимента. Интерпретация результатов эксперимента. Функции эксперимента в научном исследовании.
Методы теоретического исследования. Общелогические приемы и операции в теоретическом познании: абстрагирование, идеализация, формализация, анализ и синтез,
классификация и типология. Аксиоматический метод теоретического познания. Гипотетико-дедуктивный метод и его специфика. Индукция и традукция в научном познании. Синергетический метод теоретического познания.
Тема. Формы научно-познавательной деятельности.
Научные факты и их роль в познании. Житейское и научное понимание факта.
Проблема определения научного факта. Признаки научного факта. Факт в структуре научного познания. Логическая форма факта. Теоретическая нагруженность факта.
Понятие научной проблемы. Проблема как теоретическое утверждение. Выбор и
постановка научных проблем. Адекватность формулировки проблемы. Этапы постановки
проблемы. Разработка и решение научных проблем. Проблемные ситуации в науке. Классификация научных проблем.
Гипотеза как форма научного познания. Виды научных гипотез. Требования,
предъявляемые к научным гипотезам. Методологические и эвристические принципы построения гипотез. Проверка и подтверждение гипотез.
Сущность научной теории. Структура теории. Функции теории в научном познании. Виды теорий. Законы и их роль в научном познании. Логико-гносеологический анализ понятия «закон». Классификация законов. Роль законов в научном объяснении и предсказании.
АННОТАЦИЯ
рабочей программы учебной дисциплины
«Математическое моделирование биологических процессов»
по направлению подготовки 020400 Биология
по магистерской программе Экология
1. Цели освоения дисциплины
38
Целью освоения дисциплины «Математическое моделирование биологических процессов» является формирование у магистров математического мышления при работе с
данными биологических и экологических исследований и экспериментов, знакомство с
основными методами математической обработки биологических и экологических данных.
Задачи курса – расширение и углубление знаний магистрантов в следующих областях: 1)
приемы анализа, хранения и интерпретации биологической информации, 2) методы знакового и объектного моделирования биологических процессов, 3) оценка корректности разработанных моделей.
2. Место дисциплины в структуре ОПОП магистратуры
Дисциплина относится к вариативной части дисциплин общенаучного цикла.
Для освоения этой дисциплины студенты используют знания, умения, навыки,
сформированные при изучении дисциплин «Общая экология», «Зоология», «Ботаника»
бакалавриата.
Изучение данной дисциплины является необходимой основой для приобретения
знаний и умений, необходимых для исследования живой природы и ее закономерностей,
использование биологических систем в хозяйственных и медицинских целях, охране природы. Освоение данной дисциплины является основой для последующего изучения дисциплин вариативной (профильной) части профессионального цикла: «Эволюционная экология», «Экологический мониторинг», а также для последующего прохождения научноисследовательской и педагогической практики и подготовки к итоговой государственной
аттестации.
3. Содержание дисциплины
РАЗДЕЛ 1. ВВЕДЕНИЕ В БИОЛОГИЧЕСКУЮ МАТЕМАТИКУ И
СТАТИСТИКУ. ОПИСАТЕЛЬНАЯ СТАТИСТИКА
Тема 1.1. Применение математического и статистического анализа в экологических исследованиях
Объективная необходимость применение математических и статистических процедур в современных экологических исследованиях. Теоретико-множественные и комбинаторные основания в экологии. Простейшая модель случайного процесса. Нормальное распределение. Параметрический и непараметрический анализ данных. Статистические и математические компьютерные программы.
Тема 1.2. Генеральная совокупность и выборка, основные параметры описания.
Выборочные оценки
Генеральная совокупность и выборка. Основные параметры описания генеральной
совокупности. Среднее, способы его вычисления. Дисперсия и стандартное отклонение,
примеры расчета. Параметры нормального распределения. Медиана и процентили.
1. Понятие выборочных оценок. Выборочное среднее. Выборочное стандартное отклонение. Точность выборочной оценки генеральной совокупности – стандартная ошибка
среднего.
Тема 1.3. Расчет описательных выборочных показателей
Решение задач и выполнение упражнений по описательным статистическим процедурам, подготовка выборок к анализу, интерпретация полученной описательной статистической информации. Примеры расчета описательных выборочных показателей. Возможные ошибки и методы их предотвращения.
РАЗДЕЛ
2.
СРАВНЕНИЕ
ГРУПП,
ДОСТОВЕРНОСТЬ
И
ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ СТАТИСТИЧЕСКИХ КРИТЕРИВ
Тема 2.1. Сравнение нескольких групп: дисперсионный анализ. Сравнение двух
групп: критерий Стьюдента
39
Понятие о нулевой гипотезе. Случайные выборки из нормально распределенной
совокупности. Две оценки дисперсии: дисперсия внутригрупповая и межгрупповая. Расчет критерия Фишера (F). Критическое значение F-критерия.
Принцип метода сравнения выборок по Стьюденту. Стандартное отклонение разности средних. Расчет критерия Стьюдента (t). Критическое значение t-критерия. Ошибки
в использовании критерия Стьюдента. Критерий Стьюдента для множественных сравнений: поправки Бонферрони, критерий Ньюмена-Кейсла, критерий Даннета.
Тема 2.2. Расчет сравнительных критериев
Поиск различий выборок (решение задач).
Тема 2.3. Статистическая значимость различий и чувствительность критериев
Ошибки I (α) и II (β) рода. Уровень значимости. Величина различий и чувствительность. Разброс значений и чувствительность. Объем выборки и чувствительность. Определение чувствительности критерия. Чувствительность дисперсионного анализа. Чувствительность таблиц сопряженности.
Тема 2.4. Доверительные интервалы
Суть применения доверительных интервалов. Доверительный интервал для разности средних. Проверка гипотез с помощью доверительных интервалов. Доверительные
интервалы для среднего, доли и разности долей. Доверительный интервал для значений.
Вычисление доверительных интервалов (решение задач).
РАЗДЕЛ 3. АНАЛИЗ КАЧЕСТВЕННЫХ ПРИЗНАКОВ И ЗАВИСИМОСТЬ
Тема 3.1. Количественные, качественные и порядковые признаки
Доля. Точность оценки долей. Сравнение долей – использование z-критерия, замечания по его использованию. Таблицы сопряженности: χ2-критерий. Критические значения z- и χ2-критериев.
Тема 3.2. Критерий χ2
Критерий χ2 для таблиц 2×2. Критерий χ2 для произвольной таблицы сопряженности. Преобразование таблиц сопряженности. Односторонний и двусторонний точный критерий Фишера.
Тема 3.3. Расчет долей и сравнение качественных признаков
Решение задач и выполнение упражнений по расчету долей и сравнению качественных признаков
Тема 3.4. Регрессионный и корреляционный анализы, основные положения
Регрессионный и корреляционный анализы – методы анализа зависимостей. Регрессионный анализ, суть и особенности применения. Уравнение регрессии. Оценка параметров уравнения регрессии по выборке: коэффициенты сдвига (α, a) и наклона (β, b). Вычисление уравнения регрессии: метод наименьших квадратов. Разброс значений вокруг
прямой регрессии: остаточные стандартное отклонение и дисперсия. Стандартные ошибки
коэффициентов регрессии. Доверительная область для линии регрессии. Сравнение двух
линий регрессии.
Тема 3.5. Параметрическая и непараметрическая корреляция
Корреляция, коэффициент корреляции. Параметрическая и непараметрическая
корреляции. Параметрический коэффициент корреляции Пирсона (r). Связь регрессии и
корреляции – коэффициент детерминации. Статистическая значимость корреляции Пирсона. Непараметрический коэффициент ранговой корреляции Спирмена. Альтернативные
непараметрические корреляции: корреляция Кендалла, Тау- и Гамма-корреляции, область
их применения.
Тема 3.6. Расчеты параметрической и непараметрической корреляции
Регрессионных анализ зависимостей (решение задач).
РАЗДЕЛ 4. МНОГОМЕРНЫЙ АНАЛИЗ
Тема 4.1. Факторный анализ
40
Представление о многомерном пространстве и размерности. Многомерные распределения случайных событий. Многомерный параметрический анализ: метод главных компонент, многомерный факторный анализ. Многомерный непараметрический анализ: метризация пространства и меры расстояния, многомерное непараметрическое шкалирование.
Тема 4.2. Кластерный и дискриминантный анализ
Количественные методы классификации (кластер-анализ). Общие представления о
классификации. Формальные основания для классификации. Методы кластер-анализа.
Дискриминантный анализ, основные понятия и особенности.
РАЗДЕЛ 5. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ В БИОЛОГИИ
Тема 5.1. Типы моделей и особенности моделирования
Модели и моделирование. Взаимосвязь объекта и модели. Цели использования моделей в экологии. Классификация моделей. Настройка модели. Значение моделирования и
примеры применения в биологических исследованиях.
Тема 5.2. Динамические и стохастические модели биологических процессов
Прогрессия размножения, параметры и поведение. Моделирование численности
взаимодействующих популяций. Классификация популяционных волн. Модели баланса
вещества и энергии. Модели биологической борьбы с нежелательным видом. Модели
эпидемии. Модели динамики возрастных групп.
Стохастические варианты моделей и методов. Сумма и произведение независимых
событий. Простые формулы теории вероятности. Формула полной вероятности. Теория
мишени. Ряд Пуассона. Редкие болезни и редкие признаки
Тема 5.3. Оптимизационные и непараметрические модели биологических процессов
Исследование операций на основе оптимизационных моделей. Линейное программирование. Нелинейное программирование. Динамическое программирование. Оптимизация пути. Многокритериальные задачи. Проблема оптимизации в условиях неопределенности. Теория игр. Конфликтные ситуации.
Применение непараметрических статистических моделей. Шкалы измерения признаков: номинальная, порядковая (ранговая), интервальная шкалы. Унификация шкал признаков. Метод максимального корреляционного пути.
РАЗДЕЛ 6. ПРИМЕНЕНИЕ ПАКЕТОВ СТАТИСТИЧЕСКИХ ПРОГРАММ
Тема 6.1. Пакеты статистических программ: Statistica, Systat, NCSS, SPSS
Пакеты статистических программ, применяемые в экологических исследованиях:
Statistica, Systat, NCSS, SPSS. Особенности пакета статистических программ Statistica.
Знакомство с системой Statistica, форматы таблиц данных и таблиц результатов. Графический редактор системы Statistica: возможности и примеры использования.
Тема 6.2. Описательная статистика в системе Statistica
Первичный анализ выборок: вычисление среднего, медианы, моды, геометрического и гармонического среднего, степени вариации, стандартного отклонения, стандартной
ошибки среднего. Примеры графического представления полученных результатов анализа.
Тема 6.3. Параметрическое сравнение двух выборок
T-тест: выявление различий двух выборок. Корреляция Пирсона: построение корреляционной матрицы, параметры корреляционной связи. Графическое представление полученных результатов анализа.
Тема 6.4. Регрессионный анализ
Анализ ANOVA-MANOVA. Непараметрический анализ выборок: таблицы 2×2, χ2тест, непараметрические корреляции (Спирмена, Кендалла, тау, гамма). Сравнение групп:
тесты Уалда-Вольфица, Колмоговора-Смирнова, Манн-Уитни, Крускалла-Уолиса, Вилкосона. Оценка характера распределения данных.
41
Тема 6.5. Многомерные статистики
Кластерный анализ: дерево кластеров, методы построения деревьев, эллипсоиды
средних, дистанции. Факторный анализ. Метод главных компонент и классификация. Канонический анализ. Многомерное шкалирование. Дискриминантный анализ: виды анализа, таблицы результатов, графическое отображение полученных результатов анализа.
Тема 6.6. Графический редактор системы Statistica
Первичный анализ данных с помощью графического редактора системы Statistica,
основные приемы и варианты использования
АННОТАЦИЯ
рабочей программы учебной дисциплины
«Экономика и менеджмент высоких технологий»
по направлению подготовки 020400 Биология
по магистерской программе Экология
1. Цели освоения учебной дисциплины
Экономическая стабильность всей экономической деятельности общества, а также
предприятий как центрального экономического элемента хозяйственной деятельности, в
условиях рыночных отношений неразрывно связаны системой менеджмента и ее непрерывным совершенствованием и развитием. При этом совершенствование организации
должно осуществляться по принципу адаптации к внешней среде.
Истощение природных ресурсов, рост производительных сил, усложнение ситуаций рыночной деятельности, повышение конкуренции, повышают роль систем
управления в достижении целей деятельности
Цель дисциплины - дать основополагающие представления о взаимоотношениях человека и организации как о современной социально-экономической системе управления
ориентированной на эффективность и предпринимательский успех.
Изучение дисциплины предусматривает решение следующих задач: изучение вида
управленческой деятельности, видов менеджмента; анализ опыта менеджмента за рубежом; возможностей и путей использования его в России; целей и системы управления
предприятиями, построения организационных структур; организационного менеджмента;
методов обоснования бизнес-планов предприятий и их мониторинг и др.
2. Место учебной дисциплины в структуре ОПОП магистратуры
Дисциплина «Экономика и менеджмент высоких технологий» относится к вариативной части гуманитарного, социального и экономического цикла.
Изучение дисциплины осуществляется на основе знаний, полученных по дисциплинам: «Введение в историко-культурный туризм», «Организация и технология документального обеспечения управления», «Экономика».
Учебный материал дисциплины «Экономика и менеджмент высоких технологий»
имеет тесную логическую взаимосвязь и с другими дисциплинами, изучаемыми в учебном
заведении.
Освоение данной дисциплины является основой для последующего прохождения
практики, подготовки к итоговой государственной аттестации.
3. Содержание дисциплины
Тема 1 Системный подход в управлении
1. Основные положения теории систем
2. Понятие системы
3. Элементарная система
42
4. Классификация систем
5. Свойства систем
6. Организация как система
Тема 2 Развитие теории и практики менеджмента
1. История менеджмента как пять управленческих революций: религиознокоммерческая;
светско-административная;
производственно-строительная;
капиталистическая; менеджерская или бюрократическая;
2. Модель эволюции управленческой мысли:
− научный менеджмент;
− классическая школа;
− школа человеческих отношений;
− школа поведенческих наук;
− количественный подход;
− системный подход;
− ситуационный подход;
− теории стратегий;
3. Школа научного управления (тейлоризм);
4. Классическая или административная школа менеджмента: теория бюрократии М.
Вебера; Гарринктон Эмерсон – 12 принципов производительности труда; принципы
управления и функции менеджмента А.Файоля; правила Г.Форда;
5. Школа человеческих отношений и поведенческие концепции менеджмента:
− (бихеоверистическая теория или неокласицизм :
− хотоннские эксперименты Элтона Мейо;
− Мери Паркет Фоллет о сущности менеджмента;
− поведенческие концепции – теория потребностей Абрахама Маслоу и
Дугласа МакГрегора, теория «Х» и «У».
6. Возможности и пути использования менеджмента в России. Развитие управленческой
мысли в России:
• Организационно-технические концепции:
− «организационное управление» А. Богданова;
− «физиологический оптимум» О.Ерманского;
− «узкая база», «концепция трудовых установок» А.Гастева;
− создание теории «НОТ».
• Социальная группа концепций:
−
«организационная деятельность» П.Керженцева;
− «социально-трудовая концепция управления производством» Н.Витке;
− «теория административной емкости» Ф.Дунаевского;
− концепция «социалистического соревнования» (с 1929 года вместо
капиталистической конкуренции);
7. Основные признаки количественного подхода к управлению: количественные
измерения при принятии решения; использование информационных систем управления и
вычислительной техники; экономико-математические методы.
Тема 3 Планирование как функция менеджмента
1. Значение и принципы планирования
2. Перспективный подход в управлении
3. Внутренняя и внешняя среда предприятия
4. Анализ внешней и внутренней среды организации
5. Стратегический и ситуационный менеджмент
6. Общая стратегия развития организации
43
Тема 4 Организация как функция менеджмента
1. Организационный менеджмент
2. Построение организационных структур. Э лементы организационной структуры
управления
3. Линейная организационная структура управления
4. Функциональная организационная структура управления
5. Линейно-ф ункциональная организационная структура управления
6. Линейно-штабная организационная структура управления
7. Проектная организационная структура управления
8. Матричная организационная структура управления
9. Дивизиональная структура управления
10. Холдинговые организационная структура управления и система взаимного
участия
11. Понятие транснациональных корпораций и интегрированных бизнес групп
12. Cовременные концепции организации:
− теория структур власти по Веберу – типы организаций: харизматический
традиционный(патримониальная; феодальная); рациональный (бюрократический),
термин «бюрократия», основные черты бюрократических структур
− механистический и органический типы организаций (по Т.Бернсу)
− двухфакторная классификация организаций (Д.Пуг и Астонская группа):степень
концентрации власти; типы организаций – производственная бюрократия;
персональная бюрократия; полная бюрократия; небюрократическая структура
− Структурирование организации по Минцбергу
13. Стадии и кризисы организационного развития: кризис лидерства; кризис автономии;
кризис контроля: кризис границ
14. Система мотивации, контроль и контроллинг
Тема 5 Инвестиционный , финансовый менеджмент и управление проектами
1. Общие понятия и определения
2. Расчетный пример инвестиционного проекта и показателей его эффективности.
3. Особое значение антикризисного менеджмента, антикризисное управление
4. Финансовый менеджмент, его роль в системе современного менеджмента
5. Управление рисками
6. Особенности управления внешнеэкономическими связями
7. Пути повышения эффективности управления
АННОТАЦИЯ
рабочей программы учебной дисциплины
«Компьютерные технологии в биологии»
по направлению подготовки 020400 Биология
по магистерской программе Экология
1. Цели освоения дисциплины
Целью освоения дисциплины «Компьютерные технологии в биологии» является
формирование и развитие у студентов общекультурных и профессиональных компетенций, формирование систематизированных знаний, умений и навыков в области применения информационных технологий в биологии, позволяющих подготовить конкурентоспособного выпускника, готового к инновационной творческой деятельности.
Задачи изучаемой дисциплины:
В задачи освоения дисциплины входит подготовка студентов к профессиональной
44
деятельности по направлению, в том числе:
• работа с компьютерными технологиями как средством управления информацией в исследованиях биологических объектов и процессов;
• использование основных методов, способов и средств получения, хранения,
переработки информации в исследованиях биологических объектов и процессов;
• развитие навыков эффективного использования текстовых редакторов в
оформлении учебной и научной документации;
• усовершенствование навыков использования технологий хранения информации, в том числе компьютерных баз данных и систем управления ими;
• формирование устойчивых навыков использования сетевых технологий для
эффективного поиска и передачи научной информации.
2. Место дисциплины в структуре ОПОП магистратуры
Дисциплина «Компьютерные технологии в биологии» относится к вариативной
части общенаучного цикла. Изучение данной дисциплины базируется на знаниях общеобразовательных программ бакалавриата: основы математической обработки информации.
3. Содержание дисциплины
Раздел 1. Компьютерные технологии в биологии
Тема 1.1. Классификации программного обеспечения ПК
Классификация ПО ПК по типу назначения программ. Прикладное программное обеспечение общего назначения. Прикладное программное обеспечение пользователя. Интегрированные программные средства. Прикладные инструментальные пакеты для решения
биологических задач. Собственная инструментальная среда. Автоматизированное рабочее
место. Пакеты компьютерного проектирования. Классификация ПО в соответствии с нормами права. Свободное и открытое ПО. Устаревшее ПО. Проприетарное ПО. Коммерческое ПО. Условно-бесплатное ПО.
Тема 1.2. Платформа ПО. Операционные системы
Операционные системы и оболочки операционных систем. Иерархическая структура
файловой системы. Сетевые ОС. ОС Windows. Версии Windows. Принципы Windows. Характеристика объектов. Программа Проводник. Средства мультимедиа. Установка и удаление программ. Обмен данными через буфер обмена Clipboard. Технология OLE. Свободные операционные системы.
Тема 1.3. Защита информации. Архиваторы и антивирусы
Защита информации. Понятие архива как объекта. Виды вирусов и методы защиты от
них. Брандмауэры.
Тема 1.4. Офисный пакет. Текcтовый редактор
Документ Word'a как совокупность объектов. Характеристика свойств объектов и действий над ними. Наследование свойств. Добавление, форматирование и редактирование
графических объектов. Работа с многостраничными документами. Колонтитулы. Автоматический сбор оглавления и предметного указателя. Использование текстового редактора
MS Word для оформления рабочих материалов, обработки результатов научных исследований по биологии.
Тема 1.5. Офисный пакет. Табличный процессор
Создание, форматирование и редактирование табличного документа. Использование табличного редактора MS Excel для оформления рабочих материалов, обработки результатов
научных исследований. Вычислительные задачи на моделирование с использованием
45
формул. Компьютерный эксперимент с моделью. Построение диаграмм. Выбор типа диаграммы. Редактирование диаграммы.
Тема 1.6. Офисный пакет. Базы данных и СУБД
Создание, редактирование, использование БД. Формы, запросы, отчеты. Создание БД,
состоящих из одной, двух, трех таблиц. Организация связей. Применение форм. Создание
и использование простых запросов. Создание и использование отчетов. Представление о
языках управления реляционными базами данных
Тема 1.7. Презентации
Организационные диаграммы. Разработка презентации на научную тему. Социальные
сети по обмену презентациями. Разработка flash-презентации. Сервис Prezi.
Тема 1.8. Элементы программирования на VBA
Макросы. Понятие о VBA. Разработка программ на VBA. Среда разработки VBA.
Понятие проекта. Стандартные элементы управления.
Тема 1.9. Компьютерная графика
Системы машинной графики. Графические пакеты. Растровая графика. Форматы gif,
jpeg, png, bmp. Векторная графика. TrueType шрифты, формат wmf.
Тема 1.10. Инструментальные пакеты для решения прикладных задач по биологии на
ЭВМ
Обзор пакетов символьных вычислений (Matematica, Derive, Maple V, MathCAD).
Технологии подготовки математических и естественнонаучных текстов. Пакет TeX (LaTeX). Пакеты обработки статистической информации.
Тема 1.11. Использование ресурсов сети Интернет.
Поиск информации, работа с интерактивными программами, получение через сеть текстовых и графических материалов по теме научного исследования
АННОТАЦИЯ
рабочей программы учебной дисциплины
«Закономерности развития органического мира и эволюционная биохимия»
по направлению подготовки 020400 Биология
по магистерской программе Экология
1. Цели освоения дисциплины
Дисциплина «Закономерности развития органического мира и эволюционная биохимия» изучает основные процессы влияния окружающей среды на живые существа.
Более того, дисциплина позволяет представить и получить знания о происхождении и
развитии биохимических процессов через сравнительный анализ функций и строение
организмов. В настоящее время проблема возникновения жизни на Земле привлекает к
себе внимание не только ученых различных специальностей, но и вообще всех людей
мира. Выдвинутое еще в первой четверти нашего века представление о том, что жизнь
на нашей планете возникла как закономерное явление в результате эволюционного развития углеродистых соединений, позволило подойти к решению указанной проблемы
объективными научными методами.
Цели изучения дисциплины «Закономерности развития органического мира и эволюционная биохимия» - изучение биохимических механизмов эволюции живых организмов, способствующим приспособлению к различным внешним условиям, а также
изучение закономерностей эволюции биохимических процессов на основе сравнительного анализа.
46
Задачи дисциплины
- дать представления об основных теориях и концепциях происхождения
жизни на Земле;
- обучить сравнительному анализу биохимических процессов живого;
- научить выделять основные закономерности развития функций и изменения
в строении систем;
- объяснить наиболее ключевые этапы и условия влияния окружающей среды
на развитие биохимических процессов и процессов функционирования
живой материи.
2. Место дисциплины в структуре ОПОП магистратуры
Дисциплина «Закономерности развития органического мира и эволюционная
биохимия» относится к вариативной части дисциплин общенаучного цикла.
Изучение данной дисциплины базируется на знании общеобразовательной программы по следующим предметам: общая биохимия, молекулярная биология.
Освоение данной дисциплины является основой для последующего изучения дисциплин
базовой (общепрофессиональной) части профессионального цикла: «Современные проблемы биологии», а также для последующего прохождения научно-исследовательской и
педагогической практик и подготовки к итоговой государственной аттестации. Освоение
данной дисциплины является необходимой основой для формирования культуры поведения в личностном и профессиональном аспекте.
В результате освоения программы дисциплины «Закономерности развития органического мира и эволюционная биохимия» обучающиеся должны овладеть определенными знаниями, умениями, быть готовым к освоению новой дисциплины. К числу необходимых знаний и умений следует отнести следующие: уровни организации живых систем, основные принципы протекания биохимических реакций, основы регуляции метаболизма, основные принципы и механизмы обмена сигналами между клеткой и окружающей
средой, способы хранения и воспроизведения генетической информации, основы биоэнергетики организмов.
3. Содержание дисциплины
Раздел.1. Введение.
Раздел 2. Молекулярные основы эволюции функций.
Тема 2.1. Мутационная теория Гуго де Фриза.
Тема 2.2 Концепция «Перспективных монстров» Рихарда Гольдшмидта.
Раздел 3. Эволюция биоэнергетических процессов.
Тема 3.1 Теории происхождения Вселенной.
Тема 3.2 Гипотезы происхождения жизни на Земле. Роль биологических мембран.
Тема 3.3 Энергия биосферы.
Тема 3.4 Взаимодействие биоэнергетических процессов у растений и животных.
Раздел 4. Эволюция взаимодействия организма и среды.
Тема 4.1 Теории эволюции, Дарвина, Уоллиса, Ламарка, Спенсера. Абиотические и биотические факторы среды. Пути и способы их воздействия на организм; прямое и косвенное влияние, сигнальное значение.
Тема 4.2 Специфика отношения со средой у животных; роль нервной системы и поведения. Единство организма и среды как исторически сложившееся взаимодействие вида с
абиотическими и биотическими условиями.
АННОТАЦИЯ
47
рабочей программы учебной дисциплины
«Физико-химические основы организации живых систем»
по направлению подготовки 020400 Биология
по магистерской программе Экология
1. Цели освоения дисциплины
Целью освоения дисциплины «Физико-химические основы организации живых
систем» является содействие формированию и развитию у студентов общекультурных и
профессиональных компетенций, позволяющих изучить уровни организации живых систем, принципы протекания биохимических реакций и регуляции метаболизма, основные
принципы обмена сигналами между клеткой и окружающей средой, способы хранения и
воспроизведения генетической информации, основы биоэнергетики организмов и надорганизменных систем в рамках синергетики и кибернетики живых систем.
2. Место дисциплины в структуре ОПОП магистратуры
Дисциплина «Физико-химические основы организации живых систем» относится к вариативной части дисциплин общенаучного цикла.
Изучение данной дисциплины базируется на знаниях полученных при освоении
программ бакалавриата по направлению 020400 Биология по следующим предметам:
«Биохимия и молекулярная биология», «Общая биология».
Освоение данной дисциплины является основой для последующего изучения дисциплин базовой (общепрофессиональной) части профессионального цикла: «Современные
проблемы биологии», а также для последующего прохождения научно-исследовательской
и педагогической практик и подготовки к итоговой государственной аттестации. Освоение
данной дисциплины является необходимой основой для формирования культуры поведения в личностном и профессиональном аспекте.
В результате освоения программы дисциплины «Физико-химические основы организации живых систем» обучающиеся должны овладеть определенными знаниями,
умениями, быть готовым к освоению новой дисциплины. К числу необходимых знаний и
умений следует отнести следующие: уровни организации живых систем, основные принципы протекания биохимических реакций, основы регуляции метаболизма, основные
принципы и механизмы обмена сигналами между клеткой и окружающей средой, способы
хранения и воспроизведения генетической информации, основы биоэнергетики организмов.
3. Содержание дисциплины
Раздел.1. Кинетика биологических процессов
Тема 1.1. Общая характеристика реакций в биологических системах. Описание динамики биологических процессов на языке химической кинетики. Линейные и нелинейные процессы.
Тема 1.2. Стационарные состояния биологических систем. Устойчивость стационарных состояний. Множественность стационарных состояний биологических систем.
Модели триггерного типа. Управляющие параметры. Параметрическое и силовое переключение триггера. Примеры моделей триггерных систем. Пространственнонеоднородные стационарные состояния - диссипативные структуры. Устойчивые и неустойчивые структуры в биологическом морфогенезе. Модели дифференцировки тканей.
Базовые модели в математическом моделировании биологических процессов.
Тема 1.3. Колебательные процессы в биологии. Колебательные процессы, значение
их теоретического исследования. Понятие автоколебательного режима динамической мо48
дели. Предельные циклы. Примеры автоколебательных моделей.
Тема 1.4. Кинетика ферментативных реакций. Особенности механизма ферментативных процессов. Влияние температуры на скорость реакций в биологических системах.
Теория абсолютных скоростей реакций и активированного комплекса. Ограничения применимости этих представлений в биоструктурах.
Раздел 2. Термодинамика необратимых процессов и ее применение к биологическим системам
Тема 2.1. Термодинамические системы. Классификация термодинамических систем.
Первый закон термодинамики и его применение к биологическим системам. Второй закон
термодинамики в биологии. Понятие термодинамического равновесия. Расчеты стандартных энергий реакций в биологических системах.
Тема 2.2. Энтропия в биологических системах. Изменение энтропии в открытых
системах. Термодинамические условия осуществления стационарного состояния. Связь
между величинами химического сродства и скоростями реакций. Термодинамическое сопряжение реакций и тепловые эффекты в биологических системах. Связь энтропии и информации в биологических системах. Понятия количества и ценности информации. Условия запасания, хранения и переработки информации в макромолекулярных системах.
Раздел 3. Пространственная организация биополимеров
Тема 3.1. Макромолекула как основа организации биоструктур. Общие понятия стабильности конфигурации молекул, энергия связи Своеобразие макромолекул как физического объекта. Особенности пространственной организации белков и нуклеиновых кислот.
Модели фибриллярных и глобулярных белков. Топология и физика кольцевых замкнутых
ДНК. Общий характер объемных взаимодействий и влияние внешнего поля на стабильность конформации биополимеров (по работам Лифшица). Фазовые переходы. Кооперативные свойства макромолекул. Различные типы объемных взаимодействий в макромолекулах. Водородные связи, силы Ван-дер-Ваальса и стабильность вторичной и третичной
структур. Поворотная изомерия и энергия внутреннего вращения. Расчет конформационной энергии. Конформация полипептидной цепи. Стерические карты. Факторы стабилизации макромолекул, надмолекулярных структур и биомембран. Взаимодействие макромолекул с растворителем. Состояние воды и гидрофобные взаимодействия в биоструктурах.
Переходы спираль-клубок.
Тема 3.2. Динамические свойства глобулярных белков Взаимодействие статистических и механических факторов, определяющих динамическую подвижность белков. Динамическая структура глобулярных белков; конформационная подвижность. Методы изучения конформационной подвижности: изотопный обмен; люминесцентные методы; спиновая метка; гамма-резонансная метка; ЯМР высокого разрешения; импульсные методы
ЯМР. Результаты исследования конформационной подвижности. Типы движения в белках. Роль воды в динамике белков. Роль конформационой подвижности в функционировании ферментов и транспортных белков.
Тема 3.3. Электронные свойства биополимеров. Химические взаимодействия в макромолекулах. Цепь главных валентностей. Электронные уровни. Связывающие и разрыхляющие орбитали. Электроны, энергия делокализации. Принцип Франка-Кондона и законы флуоресценции. Люминесценция биологически важных молекул. Механизмы миграции энергии: резонансный механизм, синглет-синглетный и триплет-триплетный переносы, миграция экситона. Природа гиперхромного и гипохромного эффектов. Оптическая
плотность. Механизмы и физические модели переноса электронов в биоструктурах. Туннельный эффект. Особенности электронных переходов и конформационных перестроек в
больших молекулах. Природа электронноконформационных взаимодействий в релаксационных процессах.
49
Раздел 4. Мембранные процессы
Тема 4.1. Мембрана как универсальный компонент биологических систем. Структурная организация мембран. Липиды. Характеристика мембранных белков. Вода как составной элемент биомембран. Модельные мембранные системы. Монослойные мембраны
на границе раздела фаз. Бислойные мембраны. Протеолипосомы. Физико-химические механизмы стабилизации мембран. Фазовые переходы в мембранных системах. Вращательная, трансляционная подвижность фосфолипидов, флип-флоп переходы. Подвижность
мембранных белков. Белок-липидное взаимодействие в мембранах.
Тема 4.2. Электрические явления в биоструктурах. Поверхностный заряд мембранных систем; происхождение дзета-потенциала и характеристика основных факторов, определяющих его величину. Пассивные электрические явления в биоструктурах. Типы поляризации. Дисперсия электропроводности, емкости, диэлектрической проницаемости
биоструктур. Зависимость диэлектрических потерь от частоты. Особенности структуры
живых клеток и тканей, лежащие в основе их электрических свойств. Зоны дисперсии
электрических параметров биологических объектов.
Тема 4.3. Транспорт веществ через биомембраны. Проницаемостъ биомембран.
Движущие силы процесса переноса вещества через мeмбрану. Электрохимический потенциал. Активный и пассивный транспорт. Термодинамические уравнения и критерии процессов пассивного и активного транспорта. Уравнения диффузии, константа проницаемости. Транспорт неэлектролитов. Связь проницаемости мембран с растворимостью проникающих веществ в липидах. Простая диффузия низкомолекулярных веществ. Ограниченная диффузия. Проницаемость биологических мембран для воды. Облегченная диффузия.
Понятие о полупроницаемости, селективности и неспецифичности биомембран. Роль переносчиков в проницаемости биологических мембран для ионов. Структура и свойства
каналов, их роль в ионном транспорте. Механизмы переноса ионов через канал. Распределение ионов по обе стороны биологической мембраны.
Раздел 5. Молекулярные механизмы процессов энергетического сопряжения
Связь транспорта ионов и процессов переноса электрона в хлоропластах и митохондриях. Основные положения теории Митчела; электрохимический градиент протонов;
энергизованное состояние мембран; роль векторной АТФазы. Сопрягающие комплексы,
их локализация в мембране; конформационные перестройки в процессе образования макроэрга. Протеолипосомы как модель для изучения механизма энергетического сопряжения. Бактериородопсин как молекулярный фотоэлектрический генератор. Физические аспекты и модели энергетического сопряжения.
Раздел 6. Физико-химические основы рецепции
Тема 6.1. Сенсорная рецепция. Проблема сопряжения между первичным взаимодействием внешнего стимула с рецепторным субстратом и генерацией рецепторного (генераторного) потенциала. Общие представления о структуре и функции рецепторных клеток.
Место рецепторных процессов в работе сенсорных систем.
Тема 6.2. Фоторецепция. Строение зрительной клетки. Молекулярная организация
фоторецепторной мембраны; динамика молекулы зрительного пигмента в мембране. Зрительные пигменты: классификация; строение; спектральные характеристики. Фотохимические превращения родопсина. Ранние и поздние рецепторные потенциалы. Механизмы
генерации позднего рецепторного потенциала.
Тема 6.3. Механорецепция. Рецепторные окончания кожи, проприорецепторы. Механорецепторы органов чувств: органы боковой линии; вестибулярный аппарат; кортиев орган внутреннего уха. Общие представления о работе органа слуха. Современные представления о механизмах механорецепции; генераторный потенциал. Электрорецепция.
Тема 6.4. Хеморецепция. Обоняние. Восприятие запахов: пороги; классификация эапахов.
50
АННОТАЦИЯ
рабочей программы учебной дисциплины
«Избранные главы физико-химической биологии»
по направлению подготовки 020400 Биология
по магистерской программе Экология
1. Цели освоения дисциплины
Целями освоения дисциплины «Избранные главы физико-химической биологии»
являются овладение знаниями о химических и физико-химических методах анализа и их
применении в современных клинических и медико-биологических исследованиях, а также
принципами понимания механизма действия, современной лабораторно-клинической
аппаратуры, а также является основой для изучения последующих дисциплин.
Задачи дисциплины:
- Изучение основ химических и физико-химических методов исследования;
- получение навыков практической работы с химическими реактивами и посудой,
приборами;
- обучение студентов навыкам научного исследования;
- формирование навыков изучения научной литературы;
- формирование у студента навыков общения с коллективом.
2. Место дисциплины в структуре ОПОП магистратуры
Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО по направлению
подготовки 020400 Биология, профиль «Биохимия и молекулярная биология».
Для изучения данной учебной дисциплины необходимы следующие знания, умения
и навыки, формируемые предшествующими дисциплинами:
•
Химия (правила техники безопасности в химических лабораториях, физикохимическую сущность процессов происходящих в живом организме, свойства воды и
водных растворов, основные типы химических равновесий (кислотно-основные, окислительно-восстановительные, гетерогенные) в процессах жизнедеятельности, электролитный баланс организма человека, строение и химические свойства основных
классов биологически важных органических соединений).
•
Физика (основы теории электричества, основные характеристики электромагнитного излучения, взаимодействие электромагнитного излучения с веществом, основные понятия оптики и спектроскопии, единицы измерения физических величин и их
размерности).
Учебная дисциплина «Избранные главы физико-химической биологии» является
предшествующей для изучения дисциплин: нормальная физиология, патологическая физиология, биохимия, клиническая биохимия.
3. Содержание дисциплины
1. Введение.
Наука, как один из компонентов человеческой культуры. Предмет, цели и задачи науки, её характерные черты, основные черты развития, периодизация науки. Структура,
принципы, формы, методы и категории научного познания.
Подходы к изучению живого и первые представления о живом в античный период:
работы Анаксимандра, Эмпидокла, Аристотеля, Теофраста, зарождение научной биологии
в эпоху Возрождения: структурирование биологии, появление самостоятельных биологических дисциплин, методов познания (работы Цезальпино, Альдрованди, Гарвея, Гука,
51
Левенгука). Принципы и понятия биологии в 18 веке: классификация Линнея, первая биологическая картина мира Бюффона, появление научной физиологии, первые научные биологические концепции – преформизм и эпигенез. Становление биологии как науки в 19
веке. Первые биологические теории, зарождение научной генетики, эмбриологии, микробиологии, открытие вирусов. Русские учёные биологи, их вклад в развитие биологии (работы Сеченова, Павлова, Мечникова, Ивановского, Виноградского).
2. Физико-химическая биология – новый этап развития биологии.
Особенности и основные направления исследований биологии в 20 веке. Прикладные направления в биологии 21 века. Возникновение, цели и задачи бионики, биоэнергетики, иммунологии, биотехнологии и генной инженерии, социобиологии. Этические проблемы в биологии на современном этапе. Методология биологии от античности до 18 века. Установки, принципы, особенности метафизики, механистического материализма. Методология классической и современной биологии: особенности установок, принципов, методов познания, недостатки и их причины. Эволюция представлений о живом. Определение жизни с позиции системного подхода. Общая теория систем, теория функциональных
систем, теория организации и самоорганизации. Сущность, формы и причины разнообразия живого. Направления эволюционного процесса. Развитие представлений о соотношение структуры и функции в организме, работы Аристотеля, Ламарка, Дарвина, Кено современная теория преадаптаций. Формирование организма как целого, учение Шмальгаузена о корреляциях, уровни корреляций, их значение при формировании, развитии и в
процессе жизни организмов. Исторические этапы формирования представлений об организации материального субстрата наследственности и изменчивости. Работы Мишера,
Кольцова, Уотсона, Крика, Франклин. Проблемы современной молекулярной биологии.
История открытия основных законов наследования признаков. Работы Менделя, Моргана
Фундаментальные генетические законы и теории. Генная инженерия, медицинская генетика их цели и задачи. Антропогенез: факторы и результаты биологической и социальной
эволюции. Современные представления о высшей нервной деятельности на всех уровнях
организации живого.
3. Основные понятия аналитической химии. Качественный анализ биогенных
элементов.
Метод анализа, методика анализа, качественный химический анализ, количественный химический анализ, аналитическая реакция, аналитические признаки веществ, аналитический сигнал. Выполнение лабораторных работ: «Качественный анализ ионов sэлементов», «Качественный анализ ионов р-элементов», «Качественный анализ ионов dэлементов».
Выполнение учебно-исследовательской работы «Качественный анализ соли на содержание ионов s-, p-, d- элементов».
4. Титриметрический анализ.
Закон эквивалентов. Основные понятия: титрование, рабочий раствор, точка эквивалентности, индикатор, кривая титрования.
Способы выражения концентрации в титриметрическом анализе: молярная концентрация, молярная концентрация эквивалента (эквивалент, фактор эквивалентности, молярная масса эквивалента). Расчеты: концентрации и массы определяемого вещества по
результатам титрования. Качественные реакции биогенных элементов. Работа в малых
группах при решении расчетных и ситуационных задач.
5. Кислотно-основное титрование.
Сущность метода. Типы метода (ацидиметрия, алкалиметрия), титранты метода.
Индикаторы метода кислотно-основного титрования. Теория индикаторов кислотно52
основного титрования. Интервал изменения окраски индикатора.
Анализ типичных кривых титрования сильной кислоты щелочью, слабой кислоты
сильным основанием, слабого основания сильной кислотой. Выбор индикаторов по кривой титрования. Работа в малых группах при решении расчетных и ситуационных задач.
Выполнение лабораторных работ «Приготовление раствора кислоты заданной концентрации», «Определение концентрации и массы КОН или NaOH в растворе методом титрования».
6. Окислительно-восстановительное титрование.
Сущность метода. Перманганатометрическое титрование. Сущность метода. Условия проведения титрования. Титрант, его приготовление, стандартизация. Установление
конечной точки титрования. Применение. Йодиметрическое титрование для определение
восстановителей прямым титрованием. Сущность метода. Условия проведения титрования. Титрант, его приготовление, стандартизация. Установление конечной точки титрования. Применение. Йодометрическое титрование. Сущность метода. Титрант, его приготовление, стандартизация. Установление конечной точки титрования. Применение.
Выполнение лабораторной работы «Определение концентрации и массы FeSO4 в растворе при помощи рабочего раствора KMnO4».
7. Спектроскопические методы анализа.
Принцип метода. Классификация спектроскопических методов анализа. Молекулярная абсорбционная спектроскопия в УФ и видимой области спектра. Цвет и спектр.
Закон светопоглощения Бугера-Ламберта-Бера. Оптическая плотность, светопропускание,
связь между ними. Молярный коэффициент поглощения света. Методы абсорбционного
анализа: колориметрия, фотоколориметрия. Количественный фотометрический анализ.
Условия фотометрического определения. Определение концентрации анализируемого
раствора методом калибровочного графика. Применение метода в современных клинических и медико-биологических исследованиях.
Выполнение лабораторных работ в малых группах: «Фотоколориметрическое определении концентрации и массы Сu 2+ в растворе», «Фотоколориметрическое определение рН
раствора».
8. Хроматографические методы анализа.
Принцип метода. Классификация хроматографических методов анализа. Приемы
хроматографирования. Газовая хроматография. Сущность метода, применение. Жидкостная хроматография, высокоэффективная жидкостная хроматография. Сущность метода,
применение. Адсорбционная хроматография. Распределительная хроматография. Ионообменная хроматография (иониты). Бумажная хроматография. Молекулярно-ситовая хроматография. Аффинная (биоспецифическая) хроматография. Сущность методов. Применение хроматографического метода в современных клинических и медико-биологических
исследованиях.
Выполнение учебно-исследовательских работ: «Разделение красителей методом распределительной хроматографии», «Разделение и определение катионов методом распределительной хроматографии». Работа в малых группах при решении ситуационных задач.
9. Электрохимические методы анализа.
Классификация электрохимических методов анализа. Потенциометрический анализ.
Сущность метода. Электроды, применяемые в потенциометрии (электроды 1, 2 и 3 рода;
электроды индикаторные и электроды сравнения). Гальванический элемент, ЭДС гальванического элемента. Применение потенциометрического метода для определения концентрации ионов в биологических жидкостях. Работа в малых группах при решении ситуационных задач.
53
АННОТАЦИЯ
рабочей программы учебной дисциплины
«Фундаментальные и прикладные аспекты современной молекулярной биологии»
по направлению подготовки 020400 Биология
по магистерской программе Экология
1. Цели освоения дисциплины
Целью освоения дисциплины «Фундаментальные и прикладные аспекты современной молекулярной биологии» является обеспечение специальной подготовки в области
биологии студентов магистратуры как второй ступени высшего профессионального образования. Основные ее задачи:
– расширить профессиональный кругозор будущих специалистов высшей квалификации в предметной области биологических наук;
– углубить специальные знания магистрантов по наиболее актуальным вопросам современной биологии;
– ознакомить студентов магистратуры с наиболее актуальными направлениями современных биологических исследований и их прикладными аспектами.
2. Место дисциплины в структуре ОПОП магистратуры .
Полученные в результате прохождения курса знания являются необходимыми
для студентов магистратуры в целях успешного проф ессионального становления
как специалистов высшей квалиф икации в области биологии. Обучение по данной
дисциплине базируется главным образом на знаниях, полученных студентами в
процессе изучения курсов биохимии, молекулярной биологии, биотехнологии,
микробиологии и ф изиологии растений. Актуальность предложенного курса вытекает из необходимости изучения механизмов адаптации к меняющимся условиям
внешней среды, особенно связанных с химическим загрязнением
3. Содержание дисциплины
Молекулярные механизмы регуляции развития. Механизмы контроля развития
многоклеточного организма: регуляция дифференциальной активности генов во времени и
пространстве. Региональное разделение раннего зародыша на клеточные домены, различающиеся набором зиготических транскрипционных факторов, предопределяющих включение различных генетических программ. Понятие морфогенов и градиентов их концентраций. Исследование межклеточных взаимодействий в раннем развитии амфибий. Роль
межклеточного сигналинга в компартментализации зародыша на ряд клеточных доменов
и возникновении эмбриональной индукции.
Свободнорадикальные реакции в клетках и проблемы их регуляции. Проблемы
поиска и идентификации свободнорадикальных реакций в клетках. Биорадикалы: структурно-функциональные основы реакционной способности. Биохимические функции биорадикалов. Антиоксиданты и прооксиданты: зависимость между структурой и функциями
в регуляции свободнорадикальных реакций.
Протеомика и современные проблемы белковой инженерии. Методическое обеспечение современной белковой инженерии. Структурно-функциональные аспекты конструирования белковых молекул. Современные подходы моделирования структуры и
функции белков. Проблемы и перспективы прикладных направлений белковой инженерии.
Постгеномные технологии (протеомика, метаболономика). Принципы и методы ана54
лиза протеома. Структурная и функциональная протеомика. Прикладные аспекты протеомики.
Современные методы исследования генома. Геномная революция конца XX века:
технологические инновации и их результаты. Современные методы секвенирования ДНК
(модификации метода Сэнгера для автоматического секвенирования, пиросеквенирование). Принципы и методы геномного картирования. Вычислительные и экспериментальные подходы к идентификации генов в геномных последовательностях и определению их
функций. Молекулярные базы данных. Принцип действия и характеристики основных
компьютерных программ для сравнения биологических последовательностей. Функциональная геномика и протеомика. Применение ДНК-микрочипов в геномных исследованиях. Постгеномные подходы к биологическим исследованиям. Особенности организации и
функционирования геномов основных групп организмов (бактерий, архей, дрожжей, беспозвоночных и позвоночных животных, растений).
Проблемы иммунитета растений. Итоги изучения устойчивости растений к инфекционным заболеваниям в цитологическом, физиолого-биохимическом и популяционногенетическом аспекте, теория ген-на-ген. Молекулярно-биологический подход к анализу
структуры и функций генов авирулентности патогенов и резистентности растений. Специфичность взаимодействия в системе растение-патоген, индукция, супрессия и модификация реакции сверхчувствительности (апоптоза) и/или включение в клетке секреторных
защитных механизмов. Двухуровневая (межвидовая и расо-сортовая) система распознавания чужеродного, врожденный иммунитет. Вероятные онтогенетические функции Rгенов. Дупликация и кластеризация R-генов и расположение на разных хромосомах. Понятие о фитоиммунитете как эволюционной разновидности общебиологического феномена.
Геном человека. Принципы и методы генетического и физического картирования
генома человека. Секвенирование генома человека. Проект «Геном человека». Структурно-функциональные компоненты митохондриального генома человека. Митохондриальные гены и генетический код. Структурно-функциональные компоненты ядерного генома
человека и строение ядерных генов. Геномная организация ядерных генов человека. Некодирующая и внегенная ДНК человека.
Молекулярная природа наследственных заболеваний и современные подходы к
их лечению. Классификация моногенных и мультифакторных заболеваний человека и их
молекулярная основа. Принципы молекулярной диагностики наследственных и ненаследственных заболеваний человека на разных этапах онтогенеза. Генная и клеточная терапия
моногенных и мультифакторных заболеваний. Молекулярная геномика. Понятие о генетическом паспорте человека. Развитие молекулярной диагностики заболеваний человека и
Беларуси.
РНК-интерференция: теоретические и практические аспекты. История открытия
РНК-интерференции. Малые РНК как индукторы РНК-интерференции. Структурнофункциональная организация микро РНК, коротких интерферирующих РНК и других
малых РНК. Биогенез малых РНК. Функциональная роль РНК-интерференции. Использование явления РНК-интерференции и малых РНК в функциональной геномике и экспериментальной генотерапии.
Проблемы новых и возникающих вирусных инфекций. Новые вирусы: ВИЧ, гепатита С, гепатита GB, герпесвирусы 6, 7, 8, атипичной пневмонии, их характеристика и
вызываемы ими заболевания. «Возникающие» вирусные инфекции (вирусы Эбола, Денгу,
Хантаан и др.), их свойства и распространение. Возможные причины появления новых и
возникающих вирусных инфекций.
Стволовые клетки и их использование. Закономерности дифференцировки соматических клеток. Стволовые клетки эмбриона и взрослого организма. Дифферон. Механизмы коммитирования стволовых клеток. Значение микроокружения для самоподдержания популяции стволовых клеток.
55
Молекулярные маркеры стволовых клеток. Источники стволовых клеток у взрослого
организма. Применение стволовых клеток для восстановления органов. Мобилизация донорских и эндогенных стволовых клеток. Генная терапия с использованием стволовых
клеток.
Актуальные проблемы психофизиологии. Современное состояние научной разработки проблемы коммуникации в физиологии и психологии. Современные представления
о нейрофизиологических механизмах психических функций.
Современные проблемы нейробиологии. Молекулярные основы и везикулярная гипотеза высвобождения медиатора. SNARE гипотеза. Кратковременные и долговременные изменения в синапсах. Иерархические и диффузные системы мозга. Концепция объёмной и проводниковой передачи сигнала.
Проблемы современной нейроиммунологии. Взаимосвязь интегративных (нервной, эндокринной и иммунной) систем в регуляции функций организма. Номенклатура,
основные свойства и нейрональные эффекты цитокинов. Функциональная характеристика
индуцибельной изоформы синтазы монооксида азота. Роль симпатической нервной системы в регуляции функций иммунокомпетентных органов.
Иммобилизованные клетки и ферменты, их использование в различных отраслях науки и производства. Общие принципы иммобилизации и характеристика носителей. Характеристика иммобилизованных биокатализаторов. Конструкции реакторов.
Физиолого-биохимические особенности иммобилизованных биокатализаторов, их использование в аналитических целях, промышленности и охране окружающей среды. Биомедицинское применение искусственных препаратов, содержащих иммобилизованные
ферменты, белки, клетки и другие биологически активные материалы.
Биосенсорная техника: современное состояние и перспективы. Общие принципы
построения аналитических биосенсорных устройств. Подбор биологического тестирующего элемента. Современные подходы и техническая база к оценке величины тестреакции. Использование биосенсоров в научных исследованиях, медицине оценке состояния среды и производстве. Разработка и производство биосенсоров.
Получение и использование трансгенных организмов. Генетически модифицированные организмы и проблемы биобезопасности. Векторные системы для введения генетической информации в растительные клетки. Современные направления в создании генетически модифицированных растений. Социально-экономические аспекты внедрения
трансгенных организмов в практику. Критерии и методы оценки безопасности генетически модифицированных организмов. Международная и государственная регламентация
биобезопасности.
Культура клеток и тканей – альтернативный источник получения биологически активных веществ из растений. Особенности культивирования растительных клеток в качестве источников биологически активных веществ по сравнению с традиционным растительным сырьем. Перспективные направления использования культивируемых
растительных клеток для их получения. Проблема взаимосвязи синтеза продуктов вторичного метаболизма с процессами роста и дифференцировки в культурах клеток растений. Регуляция синтеза вторичных метаболитов. Создание клеточных линий сверхпродуцентов. Особенности двухстадийных систем получения биологически активных веществ.
Этапы разработки промышленных технологий получения биологически активных веществ
с помощью культивируемых растительных клеток.
АННОТАЦИЯ
рабочей программы учебной дисциплины
«Современные проблемы биологии»
по направлению подготовки 020400 Биология
по магистерской программе Экология
56
1. Цели освоения дисциплины
Цель освоения дисциплины «Современные проблемы биологии» – познакомить
студентов с актуальными проблемами, методологическими достижениями и перспективными направлениями наук о биологическом многообразии, физиологии, молекулярной и
клеточной биологии, биологии развития, генетике, антропологии, экологии, теоретической биологии, эволюционной теории, социобиологии и этологии. Кроме того, целью курса является проведение семинара, к работе которого будут привлекаться ведущие исследователи и специалисты-практики; семинары будут способствовать корректировке индивидуальных учебных планов магистранта. В рамках учебных курсов предусматриваются
встречи с представителями российских и зарубежных компаний, государственных и общественных организаций, мастер-классы экспертов и специалистов.
2. Место дисциплины в структуре ОПОП магистратуры
Дисциплина «Современные проблемы биологии» относится к базовой (общепрофессиональной) части дисциплин профессионального цикла (М.2).
Для освоения этой дисциплины студенты используют знания, умения, навыки,
сформированные при изучении дисциплин «Физико-химические основы организации живых систем», «Фундаментальные и прикладные аспекты современной молекулярной биологии», «Популяционная экология», «Экология организмов».
Освоение данной дисциплины является основой для последующего изучения дисциплин вариативной (профильной) части дисциплин профессионального цикла: «Эволюционная экология», «Экологический мониторинг», а также для последующего прохождения научно-исследовательской практики, выполнению НИР и подготовки к итоговой государственной аттестации. Освоение данной дисциплины является необходимой основой
для формирования культуры поведения в личностном и профессиональном аспекте.
3. Содержание дисциплины
Раздел 1. Происхождение жизни.
Тема 1.1. Концепции происхождения жизни
Концепции креационизма (иудео-христианское и исламское представление о творении), мифы древних народов. Концепция самозарождения живого из неживого (от древних веков до эпохи Возраждения – Аристотель, Левенгук, Сполоцанни, Реди, Пастер,
Тиндаль). Концепция панспермии (Рихтер, Гемгольц, Аррениус). Концепции биогенеза
(все живое происходит только от живого) и абиогенеза (происхождение живого из неживого естественным путем в результате долгой химической эволюции). Концепция стационарного состояния (жизнь существовала всегда с момента возникновения Вселенной,
Вернадский).
Тема 1.2. Предбиологический этап
Рождение Вселенной: первые подступы к жизни. Универсальная история (Big History), Краткие сведения о теории Большого взрыва. Звезды как «фабрики» химических элементов необходимых для жизни. Космический синтез первых органических молекул. Современные данные о возможности органического синтеза в протопланетных облаках (В.Н.
Пармон). Данные физики и астрофизики о роли планет в возникновении жизни. Гипотеза
Аррениуса-Гольданского. Гипотеза Опарина-Холдейна. Гипотеза каталитического реактора в околозвездном диске. Синтез аминокислот, белков и других органических соеденений
в условиях молодой Земли.
Тема 1.3. Биологическая эволюция
Проблема определения понятия «жизнь». Свойства жизни: наследственная информация, самоподдержание, размножение, получение энергии. Общие сведения о трех основных классах сложных органических соединений: ДНК, РНК, белки. Гидротермальные
57
источники как колыбель жизни на Земле. Геохимический круговорот. Конкуренция между
химическими реакциями и возникновение катализаторов. Формирование автокалитических циклов. Возникновение молекул-репликаторов. Теория РНК-мира, как одно из важнейших достижений теоретической мысли в биологии. Возникновении мембраны клетки,
как переход от доорганизменного уровня к организменному. Теория Заварзина о первичности сообществ в системе биогеохимических циклов.
Раздел 2. Антропогенез
Тема 2.1. История приматов
Методы современной антропологии: анатомия, морфология, физиология, генетика,
эмбриология, молекулярная биология, палеоантропология, археология, методы датирования. Уникальные признаки человека: возникновение прямохождения, двугоность у приматов и в других группах животных, рука, приспособленная к изготовлению орудий, высокоразвитый мозг, особенности человеческого поведения. Характерстика приматов: полуобезьяны (лемуры, лори, руконожки), долгопяты, широконосые, гоминоиды (или человекообразные обезьяны - гиббоны, понгиды, гоминиды. Древнейшие приматы и родственные группы: ископаемые полуобезьяны, возникновение высших приматов.
Тема 2.2. Эволюция предков человека
Австралопитековые: особенности строения и образ жизни австралопитековых. Ранние австралопитеки. Ардипитек рамидус как вероятный предок клады человека. Грацильные и массивные австралопитеки. Преархантропы и архантропы. Препалеантропы. Особенности эволюции архантропов. Палеантропы (неандертальцы), их культура и причины
исчезновения. Палеантропы за пределами Европы. Неантропы верхнего палеолита.
Тема 2.3. Реконструкция истории человечества
Возникновение человека разумного. Генетические данные и комплексная реконструкция истории человечества. Реконструкция глобальных и региональных миграций по
разнообразию линий ДНК. Пути распространения генетических линий человека проходят
через популяции, а не через горы и долины. Исследование ДНК из древних останков. Создание и интенсивное развитие глобальных генетических баз как основа реконструкции
эволюции человека. Роль изучения структур митохондриальной ДНК и Y-хромосомы в
познании истории расселения человечества. Сравнение молекулярно-генетических и археологических данных. Сопоставление генетических и линвистических данных: история и
закономерности распространения языков. История расселения человечества сопряженная
с историей изменения частот аллелей генов, важных для адаптации.
Раздел 3. Исследования генома
Тема 3.1. Молекулярно-генетические подходы к эволюции живых организмов
Геномная революция конца XX века: технологические инновации и их результаты.
Современные методы секвенирования ДНК (модификации метода Сэнгера для автоматического секвенирования, пиросеквенирование). Принципы и методы геномного картирования. Вычислительные и экспериментальные подходы к идентификации генов в геномных последовательностях и определению их функций. Молекулярные базы данных.
Принцип действия и характеристики основных компьютерных программ для сравнения
биологических последовательностей. Функциональная геномика и протеомика. Применение ДНК-микрочипов в геномных исследованиях. Постгеномные подходы к биологическим исследованиям. Особенности организации и функционирования геномов основных
групп организмов (бактерий, архей, дрожжей, беспозвоночных и позвоночных животных,
растений).
Тема 3.2. Геном человека
Принципы и методы генетического и физического картирования генома человека.
Секвенирование генома человека. Проект «Геном человека». Структурнофункциональные компоненты митохондриального генома человека. Митохондриальные
58
гены и генетический код. Структурно-функциональные компоненты ядерного генома человека и строение ядерных генов. Геномная организация ядерных генов человека. Некодирующая и внегенная ДНК человека.
Тема 3.3. Молекулярная филогения
Реконструкция филогении таксонов различного ранга. Проблема сходства, отражающая общность происхождения. Новые методы систематики: кариосистематика, хемосистематика, геносистематика. Современные направления классификации: фенетика, кладизм, филистика. Проблемы филогении и мегасистематики грибов и растений. Структура
генома. Факультативные и облигатные компоненты генома. Изменение экспрессии генов
в ходе развития. Эпигенетические феномены. Влияние достижений геномики на развитие
ключевых направлений эволюционной биологии. Молекулярная филогения (молекулярные часы). Роль горизонтальных (латеральных) переносов генов в эволюции живых организмов. Пути усложнения геномов. Эволюции клеточных органелл и происхождение эукариот с позиций геномики.
Раздел 4. Биоразнообразие
Тема 4.1. Многообразие живых организмов
Разнообразие органического мира. Альфа-, бета- и гамма разнообразие. Значение
биоразнообразия в сохранении и использовании ресурсов биосферы. Состояние и перспективы изучения биоразнообразия животных, растений и грибов; его значение для сохранения стабильности природных и искусственных экосистем. Современные подходы к
сохранению биоразнообразия. Чужеродные (инвазийные/адвентивные) виды растений,
животных и грибов в фауне и флоре. Аборигенные и адвентивные формы, интродукция и
натурализация. Внедрение инвазийных видов в сообществе, его последствия. Прикладные
аспекты проблемы. Адвентивная фракция рецентной фауны и прогноз ее пополнения в
современный период.
Тема 4.2. Коэволюция человека и природы
Коэволюционные механизмы на разных уровнях существования живых систем: от
молекулярно-генетического до биосферного. Примеры применимости биоэкологических
закономерностей к характеристике демографических явлений у человека. Глобальные
тенденции динамики населения и его структуры, их причины и возможные экологические
последствия. Артефакты в общем анализе динамики численности и структуры населения.
Региональные демографические особенности, их причины и возможные последствия.
Раздел 5. Современная теория пола
Тема 5.1. Тайны пола
Мужчина и женщина в зеркале эволюции: половое поведение и эволюция человека.
Половой диморфизм и ведущий тип сексуальных связей: современные приматы и
ископаемые гоминиды. Спермовые войны: приматы и человек. Любовь как универсальная
человеческая эмоция. Социальные отношения у обезьян: различия между полами. Кооперация самцов и самок в сообществах у современных африканских человекообразных
обезьян и у предков человека. Инфантицид: у обезьян и человека. Иерархия, доминирующий пол и дележ пищи. Социальное поведение и репродуктивные стратегии у шимпанзе,
бонобо и предков человека. Удлинение периода детства и взаимоотношения между полами. Гипотеза «заботливых бабушек». Социальное устройство групп и диета у австралопитековых. Homo erectus и анатомически современные Homo: диета и взаимоотношения между полами. Традиционные и современные взгляды на развитие общества (а был ли матриархат?). Гендерное разделение труда. Власть, пол и репродуктивный успех у человека.
Тема 5.2. Половой отбор и эволюция человека
Половой отбор и различие мужских и женских сексуальных стратегий в человеческом обществе. Конкуренция в пределах пола. Выбор брачного партнера. Манипулирование родительским вкладом и предпочтение мальчиков.
59
Этология любви. Что назвается любовью? Индивидуальное опознавание друг друга. Система любовных отношений. Концепция полового отбора и выбор сексуальных
мужских и женских стратегий. Механизм биологической любви. Особенности мужской и
женской сексуальности. Различия в выборе партнеров и особенностях сексуальности и в
степени любвеобильности у мужчин и женщин. Соотношение между выбором партнеров
по принципу надежности и по принципу каких-то других качеств. Как выбирают себе
партнеров: партнеры должны быть различны? Гетерозиготность потомков и комплекс гистосовместимости. Особенности привлекательности: мужские и женские обобщенные
портреты.
Тема 5.3. Гомосексуализм как биологическое явление
Гомосексуализм как биологическое и социальное явление. Биологические корни и
причины развития у человека. История гомосексуализм (историческая справка): дохристианские времена, христианские времена, Русь. Отношение общества к гомосексуализму:
социальные, юридические, общественные аспекты. Отношение традиционных религий к
гомосексуализму. Теории происхождения гомосексуализма: неврогенная теория, условнорефлекторная теория, нейроэндокринная теория, наследственная теория. Попытки «лечение» гомосексуализма.
Раздел 6. Избранные вопросы современной этологии
Тема 6.1. Концепция альтруизма
Альтруизм как биологическое и социальное явление. Кооперация и альтруизм.
Родственный отбор как причина возникновения альтруизма.
Эволюция альтруизма. Альтруисты и обманщики среди бактерий. Многоклеточность и сплошное жульничество. Способы защиты от обманщиков. Появление альтруизма
в результате единичных мутаций. Защита от обманщиков у социальных амеб. Мирное сосуществование альтруистов и обманщиков у дрожжей. Парадокс Симпсона: альтруисты
процветают благодаря статистическому парадоксу. «Полиция нравов» у общественных
насекомых. Склонность к альтруизму – принцип «нечего терять». Защита от обманщиков
и генетическая идентичность кооператоров. Межгрупповая конкуренция и внутригрупповая кооперация.
Альтруизм у людей: воспитание или гены. Альтруизм, парохиализм и стремление к
равенству у детей. Межгрупповые войны как причина альтруизма у людей.
Тема 6.2. Анатомия агрессии и страха
Агрессия и примирение как проявление социальности у приматов и человека. Агрессия – природа и воспитание. Теория агрессии: биологическая, или инстинктивная, фрустрационная, теория социального научения. Ритуализация агрессии и структура социальных отношений. Механизмы восстановления социального равновесия в постконфликтных
ситуациях.
Анатомия страха: посттравматическое стрессовое расстройство. Чувство страха,
панические атаки, общая тревога и повышенный уровнь норэпинефрина, дефицит гамма
аминомасляной кислоты и серотонина в миндалевидном комплексе головного мозга –
амигладе. Возникновение агрессии при избытке ацетилхолина в латеральном таламусе и
недостатке серотонина в лимбической системе. Механизм испуга – опережение реакцией
осмысления ситуации. «Система страха» у человека – фобиогения. Отрицательные эмоции, их значение и роль в поведении человека. Современные методы лечения и предупреждения посттравматического синдрома. Реакция на испуг – вопросы жизни и смерти.
Страх как эволюционно сложившаяся система взаимодействия древнего инстинкта и системы обучения.
Тема 6.3. Концепция социальности
Социобиологическая концепция организации групп, популяций и сообществ животных. Структурное разнообразие в строении популяционных систем животных. Понятие
группы и скопления, разные уровни взаимодействия животных. Преимущества жизни в
60
группе. Агрегации, их виды (пассивные, активные вынужденные, активные добровольные).
Функции агрегаций. Группировки, основанные на фиксированном пространственном контакте: диффузный и конгломератный типы, основные виды таких группировок. Особенности колониальности, ее функции. Устойчивые группировки закрытого типа, их сособенности. Понятие об истинном сообществе.
Социальное поведение. Типы интегративных контактов. Соподчиненность особей в
группе, понятие об иерархии, типы иерархий (линейная, циклическая, комбинированная,
пирамидальная), формы поддержания иерархических взаимоотношений Основные типы
социальности у животных. Общественные насекомые, причина высокой социальности.
Социальные стратегии животных. Групповой, колониальный, семейный образ жизни. Поведенческие механизмы поддержания видоспецифических социальных форм существование. Типология социальных систем и способов организации у животных. Эволюция
биосоциальности.
Основные концепции социобиологии. Концепция группового отбора, ее основные
положения, критика. Концепция совокупной приспособленности, ее влияние на эволюционную теорию и учение о популяциях, критика. Концепция альтруизма, основные идеи и
приложение в научных исследованиях. Материнское поведение и социализация сибсов,
критика концепции
Тема 6.4. Смехотворные способности и выбор стиля поведения
Смех человека, история возникновения. Родственные звуки смеха у человека и животных. способность приматов вести себя несерьезно помогает им существовать в больших группах. Дружелюбные звуки и налаживание отношений в группе. Смех как совершенный сигнал расположения друг к другу. Смех и юмор – этапы развития смехотворных
способностей у человека. Смешной инстикт как способ получить нужной реакции от своих сородичей: расположения контактера или его внимание.
Проблема выбора стиля поведения, соответствующего конфликтной ситуации. Определение стилей разрешения конфликтов. Сетка Томаса-Килменна: мера, в которой вы
стараетесь удовлетворить интересы другой стороны. Стили поведения: стиль конкуренции, стиль уклонения, стиль приспособления, стиль сотрудничества, стиль компромисса.
Особенности и варианты реализации. Метод использования как оценка эффективности
стилей в разрешении конфликтов.
Раздел 7. Биоэтические проблемы современной биологии
Тема 7.1. Этические проблемы современной медицины и биологии
Научные и философско-мировоззренческие понятия биоэтики. Соотношение этики
и биоэтики. Нравственные аспекты современных биотехнологий. Принципы биомедицинской этики. Модели моральной медицины в эпоху революционных изменений: технический, сакральный, коллегиальный, контрактный типы.
Биоэтические проблемы репродукции человека. Современный уровень влияния
биомедицинских технологий на репродукцию человека. Этические проблемы репродукции человека: искусственные дети. Право родиться или статус эмбриона. Проблема абортов. Движения «pro-choice» и «pro-life».
Биоэтические вопросы клеточной медицины и трансплантологии. Биоэтичекие и
экономические вопросы клеточной медицины. Новые технологии клеточной медицины:
стволовые клетки. Биоэтические недостатки исследований стволовых клеток. Трансплантология, история развития. Основные понятия трансплантологии. Биоэтические проблемы
трансплантологии. Этические проблемы, связанные с констатацией смерти человека. Этические проблемы, связанные с регулированием процесса эксплантации (изъятия) донорских органов или тканей. Этико-правовое регулирование прижизненного пожертвования
органов и тканей. Медико-этические проблемы ксенотрансплантации.
Биоэтические проблемы клонирования. Клонирование и клонация. Основные понятия клонирования (энуклеация, импритинг, тотипотентность, трансгенность). Методы
61
клонации: близнецовое деление, пересадка клеточного ядра. Возможные области применения технологии клонирования. Биоэтические проблемы и этико-правовое регулирование клонирования человека. Клонирование умерших. Перспективы развития технологии
клонирования человека.
Право на жизнь: биоэтические аспекты суицида и эвтаназии. Аспекты права на
жизнь: право на сохранение жизни, право на распоряжение жизнью. Реализация человеком права на распоряжение жизнью: суицид и эвтаназия. Биоэтические проблемы суицида. Биоэтические проблемы эвтаназии. Виды эвтананзии. Жизнь к смерти: два типа цивилизаций – сотериологический и гедонистиченский. Реанимирование, проблемы и соблазны. Психологический подход к эвтаназии. Хосписное движение как альтернатива эвтаназии.
Этика медико-биологического эксперимента над человеком. История проблемы
медико-биологического эксперимента над человеком. Правовое обоснование медикобиологических исследований. Особенности исследований и испытаний над человеком.
Основные биоэтические принципы при проведении исследований на животных.
Биоэтические проблемы научных исследований в экспериментальной биологии. Современное состояние проблемы использования лабораторных животных. Биоэтические проблемы научных исследований в естественной среде. Правила использования животных в
научных целях: законность, выбор видов, число особей, боль и дискомфорт. Особенности
полевых исследований животных без изъятия их из популяций.
Тема 7.2. Современные достижения современной геронтологии
Геронтология, основные понятия, методы и достижения. Продолжительность жизни – биологические корреляты. Старость по расписанию: старения организма, органов и
их систем у человека.
Частная геронтология. Поиск генов старения и долголетия, успехи и основные результаты. Свободные радикалы и процесс старения. Калорийность пищи как причина старения. Теломерная теория старения. Увеличение продолжительности жизни и риск рака.
Старческое слабоумие, причины, механизмы развития. Социальная самоиндентификация
и старение. Старение и способы продления жизни. Белковые факторы преждевременного
старения. Нервные механизмы старения. Белковые факторы замедления старения.
АННОТАЦИЯ
рабочей программы учебной дисциплины
«История и методология биологии»
по направлению подготовки 020400 Биология
по магистерской программе Экология
1. Цели освоения дисциплины
Целью освоения дисциплины «История и методология биологии» является содействие формированию и развитию у магистрантов общекультурных и профессиональных
компетенций, позволяющих им получить глубокую фундаментальную подготовку для
осуществления в дальнейшем профессиональной деятельности.
Задачи:
•
Расширить профессиональный кругозор будущих специалистов высшей квалификации в предметных областях биологии;
•
Углубить специальные знания магистрантов по наиболее актуальным вопросам современной биологии;
•
Закрепить в мировоззрении профессиональных биологов эволюционный и экологический подходы к анализу биологических феноменов, процессов и систем;
62
•
Ознакомить студентов магистратуры с наиболее актуальными направлениями современных биологических и экологических исследований и их прикладными аспектами.
2. Место дисциплины в структуре ОПОП магистратуры
Дисциплина «История и методология биологии» относится к базовой части профессионального цикла дисциплин.
Для освоения дисциплины «История и методология биологии» обучающиеся используют знания, умения, способы деятельности и установки, сформированные в ходе
изучения дисциплин бакалавриата: «История», «Философия», «Методика обучения и воспитания (биология)», и магистратуры: «Современные проблемы биологии», «Учение о
биосфере и глобальные экологические проблемы».
Изучение данной дисциплины является необходимой основой для расширения
профессионального кругозора будущих специалистов высшей квалификации в предметной области биологических наук; углубления специальных знаний по наиболее актуальным вопросам современной биологии; ознакомления с наиболее актуальными направлениями современных биологических исследований и их прикладными аспектами.
3. Содержание дисциплины
Раздел 1. ВВЕДЕНИЕ
Тема 1.1. Биология как наука. Современная биология как наука. Определение понятия «жизнь». Критерии живого. Уровневая организация жизни. Происхождение термина
"биология". Определение биологии как науки. Фундаментальные биологические понятия.
Дисциплинарная структура современной биологии. Место биологии в системе наук.
Тема 1.2. Введение в историю и методологию биологии. Методология научного
познания. Соотношение методологии и метода. Взаимосвязь методологии биологии с
общей методологией естествознания и философией. Дедукция и индукция в науке. Понятия и законы. Фундаментальные законы и эмпирические обобщения. Эмпирический характер биологии. Эксперимент и теория в биологии. Методологические основы экспериментальных исследований. Современные методы биологических исследований. Компьютерное моделирование. Взаимосвязь модели и метода. История биологии как часть биологии и истории культуры. Роль исторического подхода в биологических исследованиях.
Взаимосвязь истории и методологии биологии.
Раздел 2. ЭТАПЫ СТАНОВЛЕНИЯ БИОЛОГИИ КАК НАУКИ
Тема 2.1. Зарождение биологии как науки. Накопление первоначальных знаний о
природе в первобытном обществе, философские системы Древнего мира: антропоморфизм, анимизм, рационализм. Зарождение науки в раннерабовладельческих государствах
Азии и Восточного Средиземноморья. Античное естествознание. Древнегреческие и
Древнеримские натурфилософские школы. Методология древних. Выдающиеся древние
философы, их вклад в естествознание. Современная биология как наука. Определение понятия «жизнь». Критерии живого. Уровневая организация жизни. Происхождение термина
"биология". Определение биологии как науки. Фундаментальные биологические понятия.
Дисциплинарная структура современной биологии. Место биологии в системе наук.
Тема 2.2. История биологии в эпоху Средневековья, Возрождения и в период
XVI - XVIII веков. Особенности средневековых воззрений на природу. Труды Раймунда
Сабундского и Фомы Аквинского. Философия Роджера Бэкона. Биологические сочинения
средневековья: "Физиологус", "Бестиарий", «Шестодневы» и др. Энциклопедии Альберта
Великого и Венсана де Бове. Арабоязычная литература Х-XII вв. Эпоха Возрождения и
революция в идеологии и естествознании. Новые организационные и материальные возможности для развития естественных наук. Факторы, способствующие развитию биологии. Естественнонаучные принципы познания природы в трудах Фрэнсиса Бэкона, Г. Га63
лилея и Р. Декарта. Учение Лейбница о монадах и идея "лестницы существ". Обзор состояния биологических знаний ко времени открытий М.В. Ломоносова и А.Л. Лавуазье (и
сер. ХVII в.). Развитие представлений о молекулярной сущности живого Открытие закона
сохранения количества вещества М.В. Ломоносовым. Определение жизни А.Л. Лавуазье.
Достижения ученых-химиков школы И.Л. Берцелиуса.
Тема 2.3. История и методология эволюционного учения. Первоначальные представления о возникновении и развитии жизни на Земле. Биогенез и абиогенез. Гипотеза
самозарождения Аристотеля. Первое экспериментальное опровержение теории самозарождения (Ф. Реди). Опыты Л. Пастера. Возникновение концепции вечности жизни и её заноса на Землю (С. Аррениус). Создание первой целостной теории эволюции: Ж.Б. Ламарк,
«Философия зоологии». Эволюционное учение Дарвина. Биогенетический закон (Ф.
Мюллер, Э. Геккель). Развитие эволюционных представлений о природе и пропаганда
дарвинизма в России в трудах М. В. Ломоносова, А.Н. Радищева, К.Ф. Рулье, К.А. Тимирязева, И.И. Мечникова. Возникновение и развитие хромосомной теории наследственности Т. Моргана. Становление синтетической теории эволюции. Вклад советских ученых
синтетическую теорию эволюции. Н.И. Вавилов, А.Н. Северцов, Н.И. Шмальгаузен,
Кольцов, Четвериков, Тимофеев-Ресовский.
Раздел 3. РАЗВИТИЕ СОВРЕМЕННОЙ БИОЛОГИИ
Тема 3.1. История и методология анатомии, физиологии и эмбриологии человека и животных. Становление анатомии в античном периоде и в эпоху Средневековья и
Возрождения. Везалий – реформатор анатомии. Гарвей и становление физиологии. Основные достижения XVI-XVII в трудах, Мальпиги, Борелли; XVIII в. – в трудах Морганьи, Биша, Вольфа, К.М. Бэра. Микроскопическое направление в анатомии. Эмбриологии
животных, краткая история. Преформизм и эпигенез. Идеи К. Вольфа. Значение идей Ч.
Дарвина для возникновения эволюционного направления в анатомии. Зарождение анатомической науки в России. Крупнейшие отечественные анатомы: А.М. Шумлянский, Н.И.
Пирогов, П.Ф. Лесгафт, В.А. Бец, В.Н. Тонков, Д.И. Зернов, В.П. Воробьев, П.И. Карузин.
Изучение высшей нервной деятельности в работах И.А. Павлова. Развитие эмбриологии в
XIX веке. Значение работ К. Бэра. Влияние дарвинизма на эмбриологию. Сравнительноэволюционное направление (А.С. Ковалевский, Э. Геккель, И.И. Мечников). Исторические корни экспериментальной эмбриологии, ее современные задачи. Каузальноаналитический метод, его сильные и слабые стороны. Дискуссия неопреформистов и неоэпигенетиков (В. Гис, В. Ру, Г. Дриш). Основные направления и задачи современной
описательной, экспериментальной, сравнительной и теоретической эмбриологии. Ее связь
с цитологией, генетикой и молекулярной биологией. Прикладное значение эмбриологии.
Тема 3.2. Исторические аспекты развития цитологии, микробиологии и вирусологии. История открытия клетки. Значение создания микроскопа для биологических
наук. Эпидемии инфекционных заболеваний и первые успешные попытки борьбы с ними.
Работы Пастера – начало развития современной микробиологии. Систематизация и классификация микроорганизмов. Появление в микробиологии двух направлений – мономорфизма и плеоморфизма. Формирование медицинской микробиологии: Р. Кох. Открытие,
описание и изучение возбудителей инфекционных заболеваний. Современные методы
микробиологии. Разработка методов окраски препаратов крови и простейших организмов
(Д.Л. Романовский). Изучение природы мозаичной болезни листьев табака (Д.Н. Ивановский, 1892г.), открытие вирусов. Происхождение термина «вирус». «Фильтрующиеся вирусы». Открытие белковой природы вирусов (Стенли, 1932г.), вирусов у бактерий и актиномицетов. История иммунологии. Открытие антител. Создание первой теории иммунитета. Получение первых сывороток. Вклад И.И. Мечникова и его учеников в развитие микробиологии. Анализ современных достижений микробиологии.
Тема 3.3. Предпосылки выделения биоэкологии в самостоятельную науку.
Идеи Т. Мальтуса. Отношение организмов и среды в первых эволюционных концепциях.
64
Экологические тенденции в трудах ученых XVIII в. (Реомюр, Трамбле, Бюффон, Галлер,
Линней, Ломоносов, Рычков, Лепехин и др.) Экологическое направление в ботанической
географии А. Гумбольдта. Экологические идеи в работах П.С. Палласа, К.Ф. Рулье, Н.А.
Северцова и др. Основы популяционной экологии в работе Г. Спенсера. Учение К. Мебиуса о биоценозе. Работы В.В. Докучаева. Понятие «экология» в работе Э. Геккеля «Общая морфология». Идеи Т. Мальтуса применительно к экологии и эволюционным концепциям. Роль окружающей среды в эволюционных концепциях Ж-Б. Ламарка, А. Уоллеса –
Ч. Дарвина.
Тема 3.4. Становление классической биоэкологии. Основные тенденции развития экологии в ХХ и XXI вв. Формирование экологии, как самостоятельная науки. Развитие экологии в 20-40 гг. ХХ в. Основные научные направления. Развитие экологических
идей во второй половине в ХХ в. Расширение методологических подходов и новые методы в биоэкологических исследованиях 50 – 80 гг. ХХ в. Методологические основы биоэкологи. Экологические факторы. Конкуренция. Популяционный и экосистемный подходы. Жизненные стратегии. Расширение границ классической экологии. Новые междисциплинарные направления в экологии. Экология в условиях политического и экономического кризиса СССР и России. Политизация и гуманитаризация экологии. Концепция «Мегаэкологии». Геоэкология. Агроэкология. Промышленная экология. Социальная экология.
Медицинская экология. Военная экология. Эволюционная и историческая экология. Этническая экология. Глобальные экологические проблемы. Концепция устойчивого развития.
Пути выхода из экологического кризиса.
АННОТАЦИЯ
рабочей программы учебной дисциплины
«Учение о биосфере и глобальные экологические проблемы»
по направлению подготовки 020400 Биология
по магистерской программе Экология
1. Цели освоения дисциплины
Целями освоения дисциплины «Учение о биосфере и глобальные экологические проблемы» является ф ормирование глобально-ориентированного мировоззрения, развитие экологического мышления, базирующегося на осознании глобальных экологических процессов и взаимосвязи между природой и обществом.
2. Место дисциплины в структуре ОПОП магистратуры
Дисциплина относится к базовой части профессионального цикла дисциплин (М2).
Для освоения этой дисциплины студенты используют знания, умения, навыки,
сформированные при изучении дисциплин «Экология организмов», «Математическое моделирование биологических процессов», «Социальная экология», «Компьютерные технологии в биологии», «Физико-химические основы организации живых систем».
Освоение данной дисциплины является необходимой основой для формирования
системы знаний, обеспечивающих понимание необходимости перехода человечества от
общества потребления и стихийного развития экосферы к обществу экологической целесообразности; понимание причин современного экологического кризиса; формирование
системы экологических знаний о структуре, функционировании и устойчивости биосферы; ответственном отношении к природе и готовности к активным действиям по ее охране
на основе экологических знаний.
3. Содержание дисциплины
65
Тема 1. Эволюция природной среды
Основные определения. Предмет и методы глобальной экологии. Происхождение и
природное содержание химических элементов. Происхождение природной среды.
Эволюция окружающей среды. Атмосфера, литосфера, гидросфера и гляциосфера.
Эволюция атмосферы: геохимическая, биогенная и антропогенная. Сравнительная планетология.
Энергия в окружающей среде. Солнечная радиация, как основной источник энергии.
Глобальный энергетический баланс. Вариации солнечной постоянной. Несолнечные источники энергии в окружающей среде. Энергия и человеческая цивилизация.
Тема 2. Мировое развитие и экология
Основные этапы развития современного мира. Экономический рост как все ускоряющееся потребление природных ресурсов. Возобновляемые и невозобновляемые природные ресурсы. Использование в основном возобновляемых природных ресурсов в рабовладельческих и феодальных государствах. Новые технологии в XIX веке и рост использования промышленными державами мира возобновляемых природных ресурсов, расширение потребления невозобновляемых природных ресурсов. Разрушение природы в развитых странах к началу ХХ века.
Экономическое положение и экологические проблемы в мире в ХХ веке. Экономические роли стран и загрязнение окружающей среды. Экологически опасные производства. Быстрое увеличение численности населения и потребление природных ресурсов. Специфика хозяйственной деятельности человека. Практически полное разрушение собственных природных территорий государств в Западной Европе и Японии. Ненарушенные территории в странах мира.
Чрезвычайные экологические ситуации. Экологический кризис. Основные компоненты экологического кризиса: кислотные дожди, парниковый эффект, загрязнение особо
токсичными веществами, радиация, озоновые дыры. Техногенное воздействие на окружающую среду. Проявление экологических кризисов ранее ХХ века. Экологическая катастрофа и её составляющие. Крупнейшие техногенные аварии и катастрофы ХХ – начала
XXI в.
Центры дестабилизации окружающей среды на планете (Северо-Американский
центр, Европейский центр, Азиатский центр).
Центры стабилизации окружающей среды на планете (Северный Евроазиатский
центр, Южно-Американский центр, Австралийский центр).
Тема 3. Ядерная геофизика и геохронология
Естественная и искусственная радиоактивность. Основы дозиметрии. Радиоактивность окружающей среды. Проблема радона. Перенос и циркуляция радиоактивных примесей. Модели переноса радиоактивности в окружающей среде. Потоковые (резервуарные) модели. Диффузионно-конвективные модели. Природный ядерный реактор Окло.
Искусственная радиоактивность. Производство и испытания ядерного оружия.
Атомная энергетика. Против радиофобии.
Физические методы определения абсолютного возраста. Возраст нуклеосинтеза.
Геологическое датирование, стратиграфия. Радиоактивные методы определения возраста.
Возраст Земли, Луны, метеоритов. Абсолютная геохронологическая шкала.
Тема 4. История климата Земли
Природные архивы. Химическая и биогенная эволюция атмосферы. Модель эволюции
состава атмосферы по Костицыну. Уравнение хищник-жертва в экологических моделях.
Физические основы восстановления климатов прошлого. Изотопная палеотермометрия. Связь геохронологической и палеотемпературной шкал. Причины возникновения
ледниковых периодов. Гипотеза Миланковича.
66
Тема 5. Солнечно-земные связи
Влияние солнечной активности на состояние окружающей среды. История солнечной активности. Пределы естественных изменений глобальных параметров.
Тема 6. Эволюционные аспекты экологии человека
Экология человека на ранних этапах становления человечества. Условия жизни и
взаимодействие с окружающей средой ранних земледельцев и скотоводов. Человек и аграрная культура.
Взаимодействие населения со средой своего обитания при феодализме. Экология человека на этапе становления индустриального общества.
Проблемы экологии человека в индустриальном обществе. Экология человека в постиндустриальном обществе.
Тема 7. Глобальные эффекты антропогенного воздействия на окружающую среду
Антропогенное воздействие на химический состав атмосферы. Искусственный парниковый эффект. Поверхностный баланс углерода. Глобальные климатические модели.
Обоснованность прогноза глобального потепления.
Изменение радиационного фона на поверхности Земли. Озоновые дыры и их происхождение. Международное сотрудничество в борьбе с негативными экологическими последствиями промышленной деятельности.
Рост народонаселения: экспансия или саморегулирование? Пределы роста для общества потребления.
Тема 8. Нелинейная динамика в моделях эволюции окружающей среды
Теплоперенос в атмосфере и аттрактор Лоренца. Понятие о нелинейной динамической системе. Топологические методы исследования динамики нелинейных систем.
Странные аттракторы. Восстановление динамики системы по экспериментальным рядам.
Типизация фазового портрета систем, метод сечения Пуанкаре. Обратная задача хаотической динамики.
Тема 9. Человек и биосфера
Климат. Климат и жизнь. Влияние климата на живую природу. Теория климата. Модели климата. Обратные связи и устойчивость климата. Климат геологического прошлого
и современной эпохи. Причины изменения климата. Проявление глобального потепления
климата. Озоновый слой: происхождение, функции, истощение.
Кислотные дожди, химическое, биологическое и радиоактивное загрязнение земной
поверхности и водных экосистем, загрязнение околоземного пространства.
Обезлесение, опустынивание. Потеря биологического разнообразия. Критические
экологические районы мира.
Проблема «чистой воды». Проблема отходов. Проблема городской среды.
Тема 10. Эволюция и будущее биосферы
Основные факторы эволюции биосферы. Перспективы естественной эволюции биосферы. Ноосфера – сфера разума. Глобальные экологические прогнозы. Концепция устойчивого развития.
АННОТАЦИЯ
рабочей программы учебной дисциплины
«Экология организмов»
по направлению подготовки 020400 Биология
67
по магистерской программе Экология
1. Цели освоения дисциплины
Целью освоения дисциплины «Экология организмов» является формирование у
магистров систематизированных, комплексных знаний и умений в области экологии организмов. Задачи курса – расширение и углубление знаний магистрантов в следующих областях: 1) механизмы взаимодействий окружающей среды, растений, животных и микроорганизмов; 2) основные факторы среды и их влияние на организмы; 3) механизмы адаптации организмов к условиям среды; 4) закономерности взаимодействия и взаимовлияния
организмов и среды.
2. Место дисциплины в структуре ОПОП магистратуры
Дисциплина «Экология организмов» относится к вариативной (профильной) части
дисциплин профессионального цикла.
Для освоения этой дисциплины студенты используют знания, умения, навыки,
сформированные при изучении дисциплин «Науки о земле», «Общая биология», «Общая
экология», «Зоология», «Ботаника» бакалавриата.
Изучение данной дисциплины является необходимой основой для приобретения
знаний и умений, необходимых для исследования живой природы и ее закономерностей,
использование биологических систем в хозяйственных и медицинских целях, охране природы. Освоение данной дисциплины является основой для последующего изучения дисциплин вариативной (профильной) части профессионального цикла: «Экология сообществ
и экосистем», «Социальная экология», «Эволюционная экология», «Экологический мониторинг», а также для последующего прохождения научно-исследовательской и педагогической практики и подготовки к итоговой государственной аттестации.
3. Содержание дисциплины
Раздел 1. Аутэкология. Взаимодействие организма и среды.
Тема 1.1. Фундаментальные свойства живых систем. Уровни биологической организации. Организм как дискретная самовоспроизводящаяся открытая система, связанная
со средой обменом вещества, энергии и информации.
Тема 1.2. Разнообразие организмов. Источники энергии для организмов. Автотрофы и гетеротрофы. Фотосинтез и дыхание: кислород атмосферы как продукт фотосинтеза.
Основные группы фотосинтезирующих организмов (планктонные цианобактерии и водоросли в морях и высшие растения на суше). Хемосинтез, жизнь в анаэробных условиях.
Основные группы гетеротрофов (бактерии, грибы, животные). Трофические отношения
между организмами: продуценты, консументы и редуценты.
Тема 1.3 Гомеостаз (сохранение постоянства внутренней среды организма); принципы регуляции жизненных функций. Возможности адаптации организмов к изменениям
условий среды. Толерантность и резистентность. Экологическая валентность. Типы и
уровни адаптации, ее генетические пределы. Эврибионты и стенобионты. Гомойо- и пойкилотермность. Принципы воспроизведения и развития различных организмов. Особенности зависимости организма от среды на разных стадиях жизненного цикла. Критические
периоды развития. Энергетика и рост организма.
Раздел 2. Условия и ресурсы среды.
Тема 2.1. Представление о физико-химической среде обитания организмов; особенности водной, почвенной и воздушной сред. Абиотические и биотические факторы. Экологическое значение основных абиотических факторов: тепла, освещенности, влажности,
солености, концентрации биогенных элементов.
68
Тема 2.2. Влияние температуры на организм. Закономерности распределения солнечной радиации и температуры на Земле. Роль температуры в жизни растений и животных. Эвритермные и стенотермные виды. Деление организмов на группы в зависимости от
источников тепла и способности к терморегуляции.
Тема 2.3. Свет как экологический фактор. Видимый свет, спектр солнечного излучения, значение света в жизни растений и животных. Экологические группы растений по
отношению к свету. Сигнальное значение света. Биологические ритмы.
Тема 2.4. Вода как экологический фактор и как среда обитания. Значение воды в
жизни организмов. Общая характеристика водообеспеченности наземных организмов. Источники воды у растений и животных. Роль влажности воздуха в жизни организмов. Экологические группы организмов по отношению к воде. Вода как среда обитания организмов. Пища как экологический фактор.
Тема 2.5. Климат, горная порода и почва как экологические факторы. Определение
понятий погода и климат. Макро-, мезо-, микро- и фитоклимат. Фитоклимат леса. Фитоклимат травянистых сообществ. Климат водоемов. Горные породы и их роль в почвообразовании. Определение понятия почва. Строение почвы. Почвообразовательный процесс.
Гумусообразование.
Тема 2.7. Лимитирующие факторы. Правило Либиха, закон Шелфорда. Взаимодействие экологических факторов. Распределение отдельных видов по градиенту условий.
Представление об экологической нише; потенциальная и реализованная ниша. Биотестирование и биоиндикация как методы контроля качества среды. Стресс как экологический
фактор.
Раздел 3. Экология и механизмы адаптации животных
Тема 3.1. Влияние температуры на жизненные процессы животных. Температурные пороги жизни животных. Принципы теплообмена организма. Пойкилотермные организмы. Температура тела. Скорость метаболизма. Температура и развитие. Пассивная устойчивость. Температурные адаптации. Элементы терморегуляции. Адаптивное поведение животных. Гомойотермные организмы. Температура тела. Механизмы терморегуляции. Обратимая гипотермия. Стратегия теплообмена.
Тема 3.2. Атмосфера и ее влияние на животных. Атмосферные газы и их влияние на
животных. Газообмен в воздушной среде. Принципы воздушного дыхания. Приспособления к гипоксии. Водно-солевой обмен на суше. Влажные местообитания. Водный обмен и
осморегуляция у земноводных. Сухие биотопы. Наземный тип водного обмена у животных. Приспособления к аридности климата. Солевой обмен у наземных позвоночных.
Биологическое действие различных участков спектра солнечного излучения на наземных
организмов. Свет и биологические ритмы.
Тема 3.3. Адаптации животных к водному образу жизни. Гидросфера. Роль воды в
жизни животных. Водно-солевой обмен у водных животных. Первичная осморегуляция.
Осморегуляция в море. Костные рыбы. Хрящевые рыбы. Газообмен в водной среде.
Принцип водного дыхания. Адаптации к изменениям содержания кислорода в воде. Воздушное дыхание рыб. Воздействие освещения на распределение животных организмов.
Тема 3.4 Приспособленность животных к жизни в почве. Распределение и перемещение организмов по почвенному профилю. Продукция газов почвенными организмами, поглощение газов почвой, обмен между почвой и атмосферой. Значение активности
воды для проявления жизнедеятельности почвенных микроорганизмов. Влияние осмотического давления на микроорганизмы.
Раздел 4. Экология и механизмы адаптации растений
Тема 4.1. Обзор экологических, групп и жизненных форм сухопутных растений. Характеристика мезофитов. Жизненные формы мезофитов. Ксерофиты. Понятие об истинных и ложных ксерофитах. Основные физиологические и анатомо-морфологические осо69
бенности истинных ксерофитов. Жизненные формы истинных ксерофитов. Характеристика ложных ксерофитов и их жизненные формы. Гигрофиты - растения местообитаний с
высокой влажностью воздуха. Гидрофиты. Особенности водной среды жизни. Физиологические и анатомо-морфологические особенности гидрофитов. Жизненные фермы гидрофитов.
Тема 4.2. Температурные границы жизни растений. Роль сезонных колебаний температуры и длины вегетационного периода. Взаимосвязь температурного и водного режимов среды обитания. Отрицательное влияние низких температур. Механизм замерзания.
Адаптация растений к низким температурам. Экологические группы и жизненные формы
холодостойких растений. Искусственное закаливание растений. Отрицательное влияние
высоких температур. Анатомо-морфологические и физиологические адаптации растений к
высоким температурам. Жизненные формы жаростойких растений. Особенности мезотермов.
Тема 4.3. Понятие о световом довольствии растений. Кардинальные точки на световой кривой жизнедеятельности. Экологические группы растений по отношению к свету
(гелиофиты, умброфиты, теневыносливые растения). Приспособления растений к использования света при его недостатке. Шкалы теневыносливости древесных пород. Метод
подгонки в лесоводстве. Приспособление растений к защите от избыточного освещения.
Фотопериодизм. Основные экологические группы по типам фотопериодических реакций.
Тема 4.4. Роль макро- и микроэлементов в минеральном питании растений. Основные закономерности солевого обмена растений. Реакция растений на недостаток; оптимальное содержание и вредный избыток элементов питания. Солевой режим и основные
показатели плодородия почв. Понятие о потенциальном и актуальном плодородии почв.
Типы местообитаний по плодородию почв. Характеристика мегатрофов, мезотрофов и
олиготрофов. Отношение растений к отдельным элементам: кальцефиты, кальцефобы,
нитрофиты, токсофиты.
Раздел 5. Экология микроорганизмов.
Тема 5.1 Классификация и номенклатура микроорганизмов. Первые подходы к систематизации микроорганизмов (Аристотель, Линней, Э. Геккель). Вклад Берги, Циона,
Красильникова и др. в создании определителей бактерий. Принципы классификации. Основные группы микроорганизмов в пределах четырех царств. Геносистематика бактерий.
Тема 5.2. Влияние факт оров внешней среды на микроорг анизмы. Физические ф акторы: температура, гидростатическое давление, высушивание, различные излучения, ультразвук и др. Химические ф акторы: красители, спирты, щелочи, ф енол, окислителя и др. Б иологические ф акторы: антибиотики, бактериоф аги.
Микроорганизмы и окружающая среда. Микроорганизмы как симбиотические
партнеры: мутуализм, комменсализм, паразитизм. Микроорганизмы и водные системы. "Цветение воды", обусловленное размножением цианобактерий и зеленых
водорослей. Проточные водоемы и использование микроорганизмов для очистки
сточных вод. Понятие о коли-титре и коли-индексе для оценки степени биологического загрязнения воды. Микроорганизмы и растения. Р изосф ерная и корневая
микроф лора. С имбиотические взаимоотношения. Фитопатогенные микроорганизмы. Инф екция и иммунитет у растений. Б актериальные эпиф итотии. Микроф лора
почвы. У частие микроорганизмов в почвообразовании. Почва как резервуар для
некоторых патогенных микробов. Микроорганизмы и животные. У частие беспозвоночных и позвоночных животных в сохранении бактерий. Понятие о специф ичности полиадаптивности. Э кологические аспекты учения о природной очаговости
болезней. Т рансконтинентальный перенос патогенных возбудителей и возникновение эпидемий. Механизмы передачи возбудителей и их взаимоотношения с организмом хозяина.
Тема 5.3. Питание бактерий. Основные компоненты, потребляемые бактериями.
Типы питания (ауто-, гетеро-, фото-, хемо-, органо-, литотрофы). Механизм питания мик70
робной клетки. Внеклеточное переваривание. Обменная адсорбция. Транспорт через
плазматическую мембрану.
Раздел 6. Миграции и расселение организмов.
Тема 6.1. Закономерност и миг рации. Ежесуточные и приливно-отливные миграции. Сезонные переселения из одного местообитания в другое. Миграции на
большие расстояния. Миграции по схеме «один раз туда – один раз обратно». Миграции в «один конец». Факторы способствующие скоплению организмов.
Тема 6.2. Значение и закономерност и расселения. Способность к расселению у разных групп организмов. Демографическое значение расселения. Пассивное расселение по суше и по воздуху. Пассивное расселение при посредстве активного носителя. Пассивное расселение течением воды.
Тема 6.3. Покой и спячка: расселение во времени. Диапауза: упреждающая
спячка у животных. Покоящиеся семена растений. Покой растений в вегетативных
фазах. Спячка у животных.
Раздел 7. Влияние антропогенного фактора на организмы .
Тема 7.1. Преднамеренное и непреднамеренное, прямое и косвенное воздейст вие человека на природу. Виды и особенности антропогенных воздействий на
природу. Значение и экологическая роль применения удобрений и пестицидов.
Формы и масштабы сельскохозяйственного загрязнения биосферы. Нехимические
методы борьбы с видами, распространение и рост численности которых нежелательны для человека. Воздействие промышленности и транспорта на окружающую среду. Основные пути миграции и накопления в биосфере радиоактивных
изотопов и других веществ, опасных для человека, животных и растений.
Тема 7.2. Проблема биологических инвазий. Изменения видового и популяционного
состава фауны и флоры, вызванные деятельностью человека. Нарушение биогеографических границ. Интродукция - преднамеренная и случайная, ее последствия. Массовые
вспышки численности интродуцированных и заносных видов. "Зеленая революция" и ее
последствия.
Тема 7.3. Деятельность человека как фактор эволюции организмов. Синантропизация, индустриальные экосистемы их роль в эволюции организмов, сельскохозяйственные
ландшафты. Изменение миграционных маршрутов под действием антропогенных факторов. Экологическая дифференциация видов в антропогенных ландшафтах.
АННОТАЦИЯ
рабочей программы учебной дисциплины
«Популяционная экология»
по направлению подготовки 020400 Биология
по магистерской программе Экология
1. Цели освоения дисциплины
Целью освоения дисциплины «Популяционная экология» является формирование у
магистров систематизированных, комплексных знаний и умений в области экологии популяций, а также экологического популяционного мышления при работе с данными теоретических и полевых исследований и экспериментов. Задачи курса – расширение и углубление знаний магистрантов в следующих областях: 1) механизмы, обеспечивающие
сосуществование особей в популяции и закономерности изменения популяционного состава и разнообразия индивидов; 2) тенденции и механизмы динамики популяций (в пространстве и времени); 3) структурно-функциональная организация и устойчивость популяций как систем, входящих в состав экосистем.
71
2. Место дисциплины в структуре ОПОП магистратуры
Дисциплина «Популяционная экология» относится к вариативной (профильной)
части дисциплин профессионального цикла дисциплин.
Для освоения этой дисциплины студенты используют знания, умения, навыки,
сформированные при изучении дисциплин «Общая экология», «Зоология», «Ботаника»
бакалавриата.
Изучение данной дисциплины является необходимой основой для приобретения
знаний и умений, необходимых для исследования живой природы и ее закономерностей,
использование биологических систем в хозяйственных и медицинских целях, охране природы.
3. Содержание дисциплины
РАЗДЕЛ 1. ЭКОЛОГИЯ ПОПУЛЯЦИЙ
Тема 1.1. Определение и характеристики популяции в экологии и генетике
Экосистемны и популяционный подход в экологии, основные особенности, место
применение и характер получаемой при их использовании информации. Определение популяции. Генетическая и индивидуальная неоднородность популяции. Понятие популяционного полиморфизма и внутрипопуляционного разнообразия. Границы популяции. Пространственно-временной масштаб изучения популяций.
Статические характеристики популяции: общая численность, плотность, структура
(размерная, возрастная, половая). Связь между размерами организмов численностью и
плотностью особей в популяции.
Тема 1.2. Популяция в пространстве
Популяция в пространстве: случайное, агрегированное (пятнистое) и регулярное
размещение особей. Выявление характера распределение с помощью статистических методов. Причины, приводящие к определенному типу пространственного размещения особей. Механизмы, поддерживающие определенное пространственное распределение организмов.
Метапопуляционный подход в экологии. Понятие мета- и микропопуляции. Пространственная дифференциация популяции и ее генетическая структура.
Стратегия использования пространства. Индивидуальный участок, участок обитания и территория. Размеры индивидуального участка и средняя плотность популяции как
функция размера животных Расселение и снижение локальной плотности популяций.
Факторы, ограничивающие распространение особей и популяций. Закономерности дисперсия молодых, натальная филопатрия и матрилинии. Оптимальные и субоптимальные
местообитания как биотопы расселения.
Территориальное поведение, формы, особенности реализации, ролевая структура
территориальных отношений. Соотношение затрат на охрану территории и получаемых
при этом выгод. Предельная площадь охраняемого участка, групповая защита и использование.
Тема 1.3. Динамические характеристики популяции
Динамические характеристики популяции: скорость роста численности, рождаемость, смертность, интенсивность иммиграции и эмиграции. Динамика популяции как баланс протекающих в ней процессов.
Смертность. Распределение смертности по возрастам. Когортные и статические
таблицы выживания (дожития): способы их построения. Расчет ожидаемой продолжительности дальнейшей жизни для разных возрастов. Основные типы кривых выживания и
их распространенность среди различных групп организмов. Демографические таблицы,
учитывающие интенсивность размножения. Определение коэффициента воспроизводства
R0. Время генерации и способы его оценки.
72
Экспоненциальная модель популяционного роста. Постоянство удельной скорости
роста численности, как необходимое и достаточное условие экспоненциального роста.
Скорость экспоненциального роста: её зависимость от характеристик организма (размера
и др.), обеспеченности ресурсами и условий среды. Стабильное возрастное распределение,
достигаемое при экспоненциальном увеличении численности. Расчет скорости экспоненциального роста по демографическим таблицам.
Тема 1.4. Репродуктивная и возрастная структура популяции
Разные типы возрастной структуры популяций и их связь с динамикой численности. Динамика биомассы популяции. Продукция как суммарный прирост массы особей.
Элиминация биомассы. Рост народонаселения во всем мире и в отдельных регионах. Изменение кривой выживания по мере экономического развития и улучшения здравоохранения. Детская смертность. Различия в возрастной структуре и скорости роста популяций
развитых и развивающихся стран. Проблема динамики численности популяций.
Логистическая модель регуляции роста численности: предпосылки и следствия.
Эффект запаздывания и автоколебания численности. Воспроизведение автоколебательного режима в лабораторных экспериментах (опыты А.Никольсона с падальной мухой). Детерминирование равновесной плотности и регуляция.
Репродуктивные стратегии: моногамия, полигамия (полигиния, полиандрия) и
промискуитет. Популяционные факторы, способствующие поддержанию определенного
способа репродуктивных отношений.
Тема 1.5. Условия, ограничивающие рост численности популяции
Лимитирующая роль климатических условий. Ограничение популяций ресурсами,
прессом хищников и паразитов. Факторы зависимые и независимые от плотности. Гипотеза "распределения риска".
Минимальный размер популяции, необходимый для её благополучного существования. Проблема охраны редких и исчезающих видов. Красные книги. Концепция саморегуляции численности. Поведенческие, физиологические и генетические механизмы регуляции численности.
Разнообразие типов динамики популяций - от хаотического до строго периодического. Циклические колебания численности грызунов, зайцеообразных и хищных. "Групповой эффект", явление смены "фаз" и вспышки численности саранчовых. Смена механизмов регуляции в зависимости от достигнутого уровня численности. Преобладающий
способ регуляции численности и положение организмов в цепях питания: гипотеза Хэйрстона - Смита - Слободкина и её критика.
Эволюция механизмов регуляции численности. Виды-вредители и их происхождение. Ограничение численности видов-вредителей: истребительные и регулирующие меры.
Поддержание численности видов-вредителей на экономически оправданном уровне. Использование естественных врагов для контролирования видов-вредителей.
РАЗДЕЛ 2. ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ПОПУЛЯЦИЙ
Тема 2.1. Типы взаимодействий популяций
Хищничество, конкуренция, мутуализм и способы их выявления. Особенности типов взаимодействий популяций.
Отношения "ресурс - потребитель" (хищник - жертва). Функциональная реакция
потребителя на увеличение количества ресурса (числа жертв). Разные типы функциональной реакции. Численная реакция потребителя на возрастание количества ресурса. "Пороговая концентрация" ресурса - минимальное содержание ресурса, допускающее поддержание стационарной (постоянной) численности. Изоклина "нулевого прироста" популяции
в пространстве двух ресурсов (взаимозаменимых и незаменимых). Колебания "хищник жертва". Математические модели А.Лотки и Розенцвейга - Макартура: их графическое
выражение и интерпретация. Попытки создания экспериментальных моделей системы
"хищник - жертва". Опыты Г.Ф.Гаузе и Хаффейкера. Роль миграции хищника и жертвы в
73
поддержании равновесной системы. Взаимоотношения "хищник - жертва" в природе. Эффективность регуляции хищниками популяций жертв в зависимости от их плотности.
"Расчетливое хищничество". Коэволюция хищника и жертвы. Пример планктонных животных и потребляющих их хищников. Максимизация рождаемости и минимизация
смертности как разные стратегии сосуществования с хищником. Морфологические и поведенческие способы защиты от хищника. Вертикальные миграции. "Цена" защиты от
хищников. Пищедобывательное поведение хищников (потребителей). Соотношение затрат на добывание пищи и получаемых при этом выгод. Оптимальная стратегия выбора
жертв.
Тема 2.2. Популяции животных, эксплуатируемых человеком
Разные стратегии промысла. Максимальный поддерживаемый урожай. Опасности
"фиксированной квоты" (пример китобойного промысла). Регулирование промыслового
усилия и процента изъятия. Размерно-возрастная структура эксплуатируемых популяций.
Особые виды "хищничества". Взаимодействия растительноядных животных и растений в
океане и на суше. Способы защиты от выедания у организмов фитопланктона. Механизмы
защиты высших наземных растений от выедания фитофагами. Целлюлоза, лигнин и продукты вторичного метаболизма. Эффективность защиты и скорость роста - "трейдоф". Ограниченные возможности животных в переработке растительных тканей. Использование
симбионтов. Яды растений на службе животных. Взаимоотношения с пищевыми ресурсами редуцентов и детритофагов. Отсутствие контроля за ресурсами со стороны потребителей. Специализация редуцентов и их смена в процессе разложения органического вещества. Паразитизм. Микропаразиты и макропаразиты. Паразитоиды. Разные способы передачи микропаразитов. Коэффициент воспроизводства популяции микропаразитов. Критическая плотность популяции хозяина, обеспечивающая распространение микропаразитов.
Организм хозяина как местообитание паразитов. Конкуренция среди паразитов.
Тема 2.3. Конкуренция
Эксплуатация и интерференция. Соотношение внутривидовой и межвидовой конкуренции. Теоретический подход к изучению конкуренции: система уравнений Вольтерры
- Лотки - Гаузе и их графическая интерпретация. Поведение модельной системы конкурентов в зависимости от соотношения параметров уравнений. Ограничения модели. Зависимость исхода конкуренции от внешних условий. Модели взаимодействия видов через
потребление общих ресурсов. "Пороговая концентрация" ресурса и конкурентное преимущество. Конкуренция за два ресурса: графическая модель Д. Тилмана. Различие пороговых концентраций и предсказание исхода конкуренции. "Трейдоф", связанный со способностью растений выносить ту или иную концентрацию лимитирующего ресурса.
Принцип конкурентного исключения (закон Гаузе) и его современная трактовка. Связь
между числом устойчиво сосуществующих видов и числом плотностно-зависимых факторов.
Тема 2.4. Сосуществование конкурирующих видов
Степень допустимого перекрывания экологических ниш. Эволюция конкурентов.
Явление "смещения признаков". Роль хищников. Конкуренция в пространственно неоднородной среде и при колебательном режиме поступления ресурсов. "Планктонный парадокс" и сосуществование многих конкурирующих видов растений в наземных биотопах:
возможные объяснения. Мутуализм. Примеры мутуализма среди животных, а также животных с растениями. Опылители. Микориза - мутуализм высших растений и грибов. Лишайники.
Тема 2.5. Взаимодействие популяций близкородственных видов
Гибридизация и репродуктивная изоляция. Алло-, сим- и парапатрия, их характеристики и примеры. Формы взаимоотношений видов в смешанных популяциях: биотопическая сегрегация, пространственное разобщение, трофическая конкуренция. Понятие о
гибридной популяции, основные характеристики. Гибридные зоны животных, классификация, основные характеристики, причины устойчивости. Значение межвидовой гибриди74
зации для сохранения популяций и эволюционного процесса.
РАЗДЕЛ 3. УПРАВЛЕНИЕ ПОПУЛЯЦИЯМИ
Тема 3.1. Популяция как единица эксплуатации
Формы и основные принципы долговременной эксплуатации природных популяций. Мероприятия по поддержанию численности, обеспечиваюшей эффективную эксплуатацию популяций. Авторегуляция численности популяции.
Тема 3.2. Популяция как единица регулирование численности вида
Понятие охраняемой популяции. Мониторинг численности и состава. Мероприятия
по поддержанию эффективной численности. Популяция как единица охраны вида и биомониторинга.
АННОТАЦИЯ
рабочей программы учебной дисциплины
«Экология сообществ и экосистем»
по направлению подготовки 020400 Биология
по магистерской программе Экология
1. Цели освоения дисциплины
Целью освоения дисциплины «Экология сообществ и экосистем» является формирование у магистров систематизированных, комплексных знаний и умений в области экологии сообществ и экосистем. Задачи курса – расширение и углубление знаний магистрантов в следующих областях: 1) механизмы, обеспечивающие сосуществование видов в
сообществе и закономерности изменения видового разнообразия; 2) тенденции и механизмы динамики сообществ (сукцессии, эволюция); 3) структурно-функциональная организация и устойчивость экосистем и биосферы.
2. Место дисциплины в структуре ОПОП магистратуры
Дисциплина «Экология сообществ и экосистем» относится к вариативной (профильной) части профессионального цикла дисциплин.
Для освоения этой дисциплины магистранты используют знания, умения, навыки,
сформированные при изучении дисциплин «Общая экология», «Зоология», «Ботаника»
бакалавриата, «Экология организмов» и «Популяционная экология» магистратуры.
Изучение данной дисциплины является необходимой основой для приобретения
знаний и умений, необходимых для исследования живой природы и ее закономерностей,
использование биологических систем в хозяйственных и медицинских целях, охране природы.
3. Содержание дисциплины
РАЗДЕЛ 1. ВВЕДЕНИЕ
Тема 1.1. Предмет, задачи и методы современной экологии. Место синэкологии в
структуре общей экологии.
Введение термина «экология» Э.Геккелем в 1866 г. для обозначения изучения
взаимодействий организма и среды. Фундаментальные свойства живых систем. Уровни
биологической организации, изучаемые экологией: организмы, популяции, сообщества,
экосистемы, ландшафты, биомы, биосфера. Структура иерархической системы природы.
Две группы задач и соответствующие им подходы в современной экологии. Современные определения экологии. Популяционный (редукционистский) подход. Экология
как наука, изучающая механизмы, определяющие распространение организмов, их обилие
и его изменение во времени (Krebs, 1972). Экосистемный (холистический) подход. Эколо75
гия как наука об экосистемах, изучающая протекающие с участием организмов процессов
трансформации вещества и энергии в экосистемах и биосфере (Odum, 1963; Margalef,
1968).
Пространственно-временные масштабы изучения сообществ и экосистем. Уровни
объяснения в экологии. Непосредственные объяснения – выяснение механизмов; «кронечные» объяснения – поиски причин возникновения таких механизмов.
Основные методы экологических исследований: наблюдение, эксперимент, моделирование. Типы моделей.
Тема 1.2. История становления экологии сообществ и экосистем.
Множественность корней современной экологии (до 1866г.). Статический взгляд –
биогеография – путь от описания распространения организмов к его объяснению
(А.Гумбольдт, А.Декандоль). Динамический взгляд – демография – модели роста популяции (Мальтус, Ферхюльст), теория естественного отбора Ч.Дарвина.
Период интенсивного становления экологии (1866-1935 гг.). Появления первых
концепций. Организменная концепция экосистемы (Ф.Клементс – концепция сукцессии),
индивидуалистические представления (Г.Глизон, Л.Г.Раменский). Математические модели межпопуляционных взаимодействий (В.Вольтерра, А.Лотка). Внедрение экспериментальных методов (Г.Ф.Гаузе). Элементы будущего экосистемного подхода в лимнологии
(Э.Бердж, А.Тинеман, Л.Л.Россолимо, Г.Г.Винберг, В.С.Ивлев). Введение понятий «экосистема» (А.Тенсли) и «биогеоценоз» (В.Н.Сукачев). Учение о биосфере
В.И.Вернадского.
Начала современной экологии (1935-сер.80-х гг.). Оформление экологии как фундаментально-теоретической дисциплины. Развитие функционального (кибернетического)
направления (Ю.Одум, Р.Маргалеф). Синтез разнородных концепций в единые представления. Р.Уиттекер: объединение градиентного анализа (динамика Глизона в пространстве)
и теории сукцессии (динамика Клементса во времени) позволило рассматривать наблюдаемую в природе мозаику как распределение в пространстве процессов, действующих во
времени.
Современные представления. Концепции иерархической мозаики (О’Нейл), иерархического континуума (Б.М.Миркин), коэволюции, устойчивого развития.
Тема 1.3. Основы общей теории систем.
Определение системы. Необходимость классификации систем. Многомерная
классификация систем. Сложные системы и их специфика. Классификация сложных систем. Объективная и субъективная сложность систем, закон необходимого разнообразия.
Состав систем. Понятие структуры систем. Организация систем. Структурная организация систем. Функциональная организация систем. Типы связей в системе: прямые и
обратные, положительные и отрицательные. Понятие функции системы. Внешние и внутренние функции. Качество функционирования систем. Проблемы эффективного функционирования систем.
Понятие среды. Разнообразие среды. Проблема взаимодействия системы и среды.
Адаптация системы в среде. Борьба и конкуренция систем. Основные этапы жизненного
цикла системы. Система в переходах и критических состояниях. Хаос и его роль в развитии систем.
Понятие модели и моделирования. Классификация моделирования. Особенности
системного моделирования. Возможности математического моделирования. Особенности
кибернетического моделирования.
РАЗДЕЛ 2. СТРУКТУРА СООБЩЕСТВ
Тема 2.1. Сообщества как уровень организации живой материи.
Определение сообщества. Границы сообществ. Кривая «число видов-площадь» как
метод установления границ сообщества. Различные подходы к выделению сообществ,
описанию их структуры и функционирования. Сообщество, трактуемое как целостная, вы76
сокоинтегрированная система («квазиорганизм»), и сообщество как простая совокупность
совместно обитающих популяций. Концепции дискретности и континуальности. Сообщества как открытые системы, непрерывно переходящие одно в другое вдоль градиентов
среды. Абсолютный континуум – экоклины; относительный континуум (экотоны). Сообщество как уровень организации живого. Ординация и классификация сообществ.
Закономерности видового разнообразия. Связь видового богатства с различными
факторами. Время: эволюционное и экологическое время. Условия окружающей среды:
благоприятность, стабильность, изменчивость, предсказуемость во времени, пространственная неоднородность, площадь. Биотические факторы: гипотезы продуктивности, конкуренции, компенсаторной смертности, кольцевой сети. Градиенты видового разнообразия: широта, высота, глубина, сукцессия, палеоэкология. Относительное обилие мелких и
крупных форм.
Тема 2.2. Структура сообществ. Типы структур.
Видовая структура сообществ. Видовое разнообразие как интегральная характеристика сообщества. Индексы видового разнообразия, их зависимость от числа видов и соотношения их численностей. Различные типы распределения обилия видов, входящих в
сообщество. Логарифмические ряды (модель Фишера-Корбета-Уильямса). Логнормальное
распределение численностей (Престон) и модель разломанного стержня (МакАртур).
Горизонтальная структура. Мозаичность, пестротность, комплексность. Варианты
мозаичности фитоценозов: регенерационные, клоновые, фитоэнвайронментальные, аллелопатические, зоогенные мозаики.
Вертикальная структура. Ярусность фитоценозов. Вертикальная структуры почвенных, планктонных и бентосных сообществ. Синузии, парцеллы, ценоэлементы.
Пространственно-функциональные единицы сообществ: консорции, гломерации,
гильдии. Взаимодействия организмов в сообществе (Беклкмишев): трофические, топические, форические, фабрические.
Тема 2.3. Теория экологической ниши.
Концепции экологической ниши. Многомерный подход к определению ниши (Хатчинсон). Фундаментальная и реализованная ниша. Ширина ниши. Перекрывание ниш. Перекрывание ниш и конкуренция. Диффузная конкуренция.
Воздействие конкуренции на ширину ниши. Внутривидовая конкуренция: теоретические представления и результаты, наблюдаемые в природе. Конкурентное высвобождение, компенсация полностью, гипотеза изменчивости ниши Ван Валена. Межвидовая конкуренция: теоретические представления и результаты, наблюдаемые в природе. Конкурентное исключение, сдвиги ниши, смещение признаков, гипотеза перекрывания ниш.
Роль конкуренции, хищничества и нарушений в определении структуры сообщества. Лимитирующее сходство. Степень лимитирующего сходства: правило Хатчинсона и
закон Дайара. Размерность ниши и дифференциальное перекрывание. Хищничество и видовое разнообразие. Взаимодействие между конкуренцией и хищничеством. Временная
неоднородность и физические нарушения. Неравновесные модели разнообразия сообществ.
РАЗДЕЛ 3. ДИНАМИКА СООБЩЕСТВ
Тема 3.1. Типы динамики биологических сообществ. Устойчивость сообществ.
Типы динамики биологических сообществ: циклические и направленные, сезонные
аспекты, сукцессии, эволюция. Насыщение сообществ. Теория островной биогеографии.
Зависимость между числом видов и площадью острова. Типы островов: настоящие острова, растение-хозяин, материки. Экологические теории, касающиеся островных сообществ:
разнообразие местообитаний, «теория равновесия» МакАртура и Уилсона. Эксперименты
по колонизации незаселенных субстратов (Cairns).
Устойчивость сообщества. Эластичная и упругая устойчивость. Связь между сложностью сообщества и его устойчивостью. Число трофических уровней и устойчивость мо77
дельных сообществ.
Тема 3.2. Экологические сукцессии.
Определение экологической сукцессии. Причины и механизмы экологических сукцессий. Разномасштабность сукцессий. Их основные закономерности. Сукцессионные ряды. Пионерные и климаксные стадии. Изменения структуры и энергетических характеристик сообществ в ходе сукцессии. Первичные и вторичные сукцессии. Деградационная,
аллогенная и автогенная сукцессия. Механизмы автогенных сукцессий. Концепция климакса. Изменение видового разнообразия в ходе сукцессии. Проблема устойчивости и
продуктивности сообществ на разных стадиях сукцессии. Управление сукцессионным
процессом при антропогенном нарушении ландшафтов.
Тема 3.3. Эволюция биологических сообществ.
Понятие эволюции в биологии. Феноменология эволюционных кризисов. Модели
эволюционных кризисов. Основные положения филоценогенеза (по Жерихину): 1) в качестве эволюционирующих систем следует рассматривать сукцессионные системы биоценозов; применение понятия эволюции в биологическом смысле к таксоценам, биогеоценозам
и отдельным биоценозам некорректно; 2) сукцессии аналогичны онтогенезу и программируются набором реализованных ниш популяций, населяющих ареал сукцессионной системы; 3) изменение набора реализованных ниш в системе представляет собой элементарный акт филоценогенеза. Выделяются пять типов таких элементарных актов; 4) сообщество эффективно регулирует направление и скорость филогенеза своих членов. Скорость
эволюции популяций в группировках выше, а канализованность ниже, чем в коадаптированных сообществах; 5) в группировках в условиях предсказуемой среды закономерно
происходит самоорганизация, связанная с циклами последовательной виолентизации, патиентзации и вторичной виолентизации популяций; в непредсказуемых условиях она невозможна; 6) филоценогенетические деструкции происходят как процесс суверенизации
блоков системы и имеют закономерный ступенчатый характер. По мере развития деструкции усиливается противодействующий ей конструкционный вектор; 7) основной тренд
трансформационного филоценогенеза - сужение ниш, рост плотности их упаковки и увеличение их числа. При дефиците ресурсов высока вероятность усечения сукцессий с формированием новых климаксов на базе прежних сериальных стадий. На больших отрезках
времени устойчивость системы к внешним воздействиям и внутренним возмущениям,
способным вызвать деструкцию, циклически меняется; 8) филоценогенез и филогенез частные случаи биологической эволюции, подчиняющиеся ее общим закономерностям;
различия между ними определяются различным характером индивидуального развития
биоценотических систем и организмов.
РАЗДЕЛ 4. ОРГАНИЗАЦИЯ ЭКОСИСТЕМ
Тема 4.1. Экосистемы как физические системы.
Понятия системы, вещества, энергии, информации, пространства, времени. Структура и функционирование экосистем. Поток энергии, круговорот вещества как организаторы и основные функции экосистемы. Физические ограничения, лежащие в основе организации экосистемы: термодинамические и кибернетические принципы организации экосистем. Структура экосистем и теория информации (Маргалеф, 1992). Кибернетическая
природа и стабильность экосистем. Особенности поведения энергии, вещества и информации в экосистемах.
Тема 4.2. Поток энергии и информации в экосистемах.
Две формы энергии Жизни. Понятие свободной энергии живого вещества. Биогеохимическая энергия роста и размножения. Скорость размножения различных организмов
как энергетическая константа. Давление жизни. Основные закономерности трансформации энергии в биосфере. Функциональные группы организмов в экосистеме. Продуценты,
консументы и редуценты. Условность границы между консументами и редуцентами. Концепция продуктивности. Трансформация энергии на трофическом уровне. Биомасса и
78
продукция. Первичная продуктивность. Валовая и чистая продуктивность. Чистая продуктивность сообщества. Вторичная продуктивность. Концепция энергетической субсидии.
Первичная продукция. Фотосинтетически активная радиация (ФАР). Фотосинтез по
типу С3, С4, и САМ – экологические следствия физиологических различий. Лимитирование первичной продукции различными факторами (освещенностью, температурой, влажностью, концентрацией биогенных элементов). Хемосинтез. Автохтонное и аллохтонное
органическое вещество в экосистемах.
Поток энергии в экосистеме через трофические уровни. Утилизация первичной
продукции в трофических цепях. Рацион, ассимиляция, вторичная продукция. Коэффициент использования потребленной пищи на рост Ивлева (К2). Пастбищная и детритная пищевые цепи. Трофическая сеть и трофические уровни. Экологическая эффективность,
правило 10%. Роль консументов в пищевой цепи. Регуляция отдельных уровней «сверху»
и «снизу». Пирамиды численностей, биомасс и продукции. Универсальная модель потока
энергии в экосистеме. Энергетическая классификация экосистем.
Тема 4.3. Круговорот веществ в экосистемах и биогеохимические циклы.
Химические элементы в биосфере. Х им иче с кий с о с т а в з е м ной коры
ка к ф а кт ор б иос ф е ры . Основные ф ормы нахождения химических элементов в
земной коре: самостоятельные минеральные виды, изоморф ные ф ормы, водные
растворы, газовые смеси, коллоидная и сорбционная ф орма, магматические расплавы, биогенная ф орма, состояние рассеяния, техногенные соединения. Б иогеохимия газовой оболочки З емли. Б иокосная система гидросф еры. Б иогеохимия педосф еры. Ж ивое вещество. Р а с прос т ра не нно с т ь х им иче с ких э л е м е нт о в в
б иос ф е ре . З аконы распределения химических элементов в различных геохимических системах. Кларки и ф оновые содержания химических элементов.
Миграция, концентрация и трансф ормация химических элементов в биосф ере. Г еохимические циклы миграции. В иды, типы и ф акторы миграции химических элементов. Геохимические барьеры и концентрация химических элементов.
Физико-химические, механические, биогеохимические, социальные геохимические, комплексные барьеры. Г лобальные биогеохимические циклы.
Структура и основные типы биогеохимических циклов в биосфере. Структура биогеохимических циклов: резервный и подвижный (обменный) фонды вещества. Типы круговоротов: круговороты газообразных веществ, осадочный цикл. Количественное изучение биогеохимических циклов: скорость оборота и время оборота вещества.
РАЗДЕЛ 5. НАЗЕМНЫЕ ЭКОСИСТЕМЫ
Тема 5.1. Особенности наземной среды обитания. Общая структура наземных экосистем.
Особенности наземной среды, отличия от водных экосистем. Наземная биота и
биогеографические области. Общая структура наземных сообществ: растительность, высокоподвижные животные (пермеанты). Определяющая роль высших растений. Резкое
преобладание биомассы растений над биомассой всех остальных групп организмов. Важность детритных пищевых цепей. Почва как специфическое биокосное наземное тело. Население почв. Роль почвы в организации наземных экосистем. Принципиальные отличия
трофической организации наземных экосистем от пелагических. Ограниченное число
трофических уровней.
Распространенность главных наземных экосистем: биомы. Основные наземные
биомы, классификация, особенности структуры, главные лимитирующие факторы.
Тема 5.2. Типы наземных экосистем: тундры, бореальные леса, степи.
Тундра. Низкие температуры и короткий вегетационный сезон. Вечная мерзлота.
Приспособления организмов к длительному промерзанию. Биом северных хвойных лесов
(тайга). Короткий период вегетации и долгая снежная зима. Роль болот в регуляции речного стока. Биом влажных (мезотермальных) хвойных лесов умеренной зоны. Биом лис79
топадных лесов умеренной зоны. Ярко выраженная сезонность. Биом широколиственного
вечнозеленого субтропического леса. Биом степей умеренной зоны. Биом тропической саванны. Количество осадков и неравномерность их распределения во времени как факторы,
препятствующие развитию лесов. Пожары и их экологическая роль. Значительная первичная продукция и пресс фитофагов.
Тема 5.3. Типы наземных экосистем: пустыни, экваториальные леса.
Биом пустынь. Жаркие и холодные пустыни. Вода – основной лимитирующий фактор. Приспособления организмов к жизни в пустыне. Биом чаппараля. Биом тропического
дождевого леса – наиболее продуктивные экосистемы биосферы. Малое количество биогенов и высокая скорость их циркуляции. Сложная ярусная структура. Жизнь в кронах.
Чрезвычайно высокое видовое разнообразие и его возможное объяснение. Тропические
биомы кустарника (скрэб) и листопадного леса. Границы между биомами, переходные
биомы. Вертикальная зональность.
стем.
РАЗДЕЛ 6. ВОДНЫЕ ЭКОСИСТЕМЫ
Тема 6.1. Особенности водной среды обитания. Общая структура водных экоси-
Физико-химические условия существования водного населения. Физикохимические свойства воды и грунта. Химический состав и строение воды. Термические
особенности воды. Плотность воды. Вязкость воды. Движение воды и водные массы. Физико-химические свойства грунтов. Вещества, содержащиеся в природной воде. Газы. Ионы минеральных солей. Водородные ионы и окислительно-восстановительный потенциал.
Растворенные органические вещества. Взвешенные вещества. Температура, свет и другие
колебательные явления. Температура. Свет. Звук, электричество и магнетизм.
Гидросфера и ее население. Условия жизни. Общая характеристика населения. Население пелагиали. Население бентали. Население разных широт. Население разных глубин. Континентальные водоемы и их население. Реки. Озера. Болота. Искусственные водоемы. Подземные воды и их население. Пещерные воды. Интерстициальные воды.
Жизненные формы населения гидросферы. Планктон и нектон. Плавучесть. Активное движение. Пассивное движение. Миграции. Бентос и перифитон. Удержание на твердом субстрате. Защита от засыпания взвесью. Движение. Миграции. Пелагобентос, нейстон и плейстон. Пелагобентос. Нейстон. Плейстон.
Тема 6.2. Экосистемы пресных вод.
Экосистемы континентальных водоемов: типы и лимитирующие факторы. Лентические экосистемы. Озеро как экосистема. Термический и кислородный режим озера.
Стратификация водной толщи. Классификация озер по типу циркуляции воды (Хатчинсон, 1957): димиктические, холодные мономиктические, теплые мономиктические, полимиктические, олигомиктические, меромиктические. Трофическая классификация озер:
олиготрофные, мезотрофные, эвтрофные, дистрофные. Специальные типы озер. Экологическая зональность озера: литоральная, лимническая и профундальная зоны. Экологическая классификация организмов: бентос, перифитон, планктон. Природа сообществ литоральной зоны. Первичная продукция: зона надводной вегетации, зона укорененных в дне
растений с плавающими на поверхности листьями, зона подводной вегетации. Вторичная
продукция. Природа сообществ лимнической зоны. Ключевая роль фосфора в лимитировании первичной продукции. Сезонная сукцессия в планктонном сообществе. Контроль за
развитием сообщества «снизу» (недостатком биогенов) и «сверху» (за счет пресса фитофагов»). Природа сообществ профундальной зоны.
Водохранилища: особенности и классификация. Пруды: формирование, классификация. Болота: определение, классификация, организация сообществ.
Лотические экосистемы: реки, ручьи, родники. Общее сравнение лотических и
лентических местообитаний. Соотношение автохтонного и аллохтонного органического
вещества. Природная зональность в реках. Организация лотических сообществ. Лотиче80
ские экосистемы как целое.
Тема 6.3. Экосистемы Мирового океана.
Биологическая структура Мирового океана. Неритические и пелагические области.
Пелагиаль (эпипелагиаль, мезопелагиаль, абиссопелагиаль) и бенталь (супралитораль, литораль, сублитораль, батиаль, абиссаль, ультраабиссаль). Жизнь в толще воды и на дне.
Планктон, нектон, бентос, нейстон, пагион. Круговорот Жизни в Мировом океане. Основные группы продуцентов: фитопланктон, перифитон и макрофиты. Основные группы консументов и редуцентов в водной среде. Зоопланктон и его роль в минерализации органического вещества. Инвертированная пирамида биомасс. Гетеротрофные бактерии. Взвешенное и растворенное органическое вещество. Детрит. «Морской снег». Схема потоков
вещества и энергии в пелагической экосистеме. «Микробная петля». Приспособления организмов к парению в толще воды. Размерные группы планктона. Экосистемы апвеллингов: механизмы формирования, характерные черты. Основные апвеллинги. Экосистемы
даунвеллингов, паковых льдов. Распределение продукции в Мировом океане. Прибрежные экосистемы. Экосистемы приливно-отливных зон, эстуариев, коралловых рифов и
мангров. Гидротермальные экосистемы.
АННОТАЦИЯ
рабочей программы учебной дисциплины
«Эволюционная экология»
по направлению подготовки 020400 Биология
по магистерской программе Экология
1. Цели освоения дисциплины
Целью освоения дисциплины «Эволюционная экология» является содействие формированию и развитию у студентов профессиональных и специальных компетенций, позволяющих формировать представление об экологии живых организмов с точки зрения
эволюционного процесса и путей реконструкции биосферы Земли.
Задачи изучаемой дисциплины:
•
рассмотреть основные этапы эволюции биосферы Земли;
•
сформировать целостную картину функционирования и эволюции живых систем в
процессе исторического развития биосферы;
•
выявить основные пути и закономерности эволюции различных групп животных и
растений;
•
выявить основные механизмы экологических адаптаций, выживаний и их роль в
борьбе за существования;
•
выяснить эволюционные стратегии жизни организмов;
2. Место дисциплины в структуре ОПОП магистратуры
Дисциплина «Эволюционная экология»» относится к вариативной части профессионального цикла дисциплин.
Изучение данной дисциплины базируется на знании программы по следующим
предметам: «Общая экология», «Зоология», «Ботаника» бакалавриата.
Для освоения дисциплины обучающиеся используют знания, умения, сформированные в ходе изучения в магистратуре дисциплин по выбору вариативной части общенаучного цикла: «Закономерности развития органического мира и эволюционная биохимия»;
дисциплин базовой (общепрофессиональной) части профессионального цикла: «Учение о
биосфере и глобальные экологические проблемы»; дисциплин вариативной (профильной)
части профессионального цикла: «Экология организмов», «Популяционная экология»,
«Экология сообществ и экосистем».
Освоение данной дисциплины является основой для последующего прохождения на81
учно-исследовательской и педагогической практик и подготовки к итоговой государственной аттестации.
3. Содержание дисциплины
Раздел 1. Введение. Эволюция Земли и происхождение жизни
Тема 1.1. Введение в эволюционную экологию.
Происхождение Земли и ее основных оболочек. Происхождение жизни
Предмет эволюционной экологии. Структура эволюционной экологии. Определение
и основные принципы эволюционной экологии. Естественный отбор. Единицы отбора.
Лимитирующие факторы и пределы толерантности.
История подходов в определении возраста Земли и Солнечной системы. Радиоактивность и методы определения возраста изверженных пород. Абсолютный и относительный возраст. Фундаментальные принципы геологии. Геохронологическая шкала.
Образование планеты Земля: "холодная" и "горячая" гипотезы. Теория Лапласа. Теория Т. Чемберлена, Ф. Мультона, Дж. Джинс. Момент количества движения. Гравитационная дифференциация недр. Структура земных недр. Происхождение атмосферы и гидросферы.
Классификация горных пород. Контракционная теория Э. де Бомона. Дрейф континентов и спрединг океанического дна. Гравитационная аномалия (положительная и отрицательная). Изостаническое равновесие. Остаточное намагничивание. Мантийная конвекция.
Концепции классического абиогенеза (А.И. Опарин и Дж. Холдейн) и панспермии
(Г. Гельмгольц, С. Аррениус, В.И. Вернадский). Голобиоз и генобиоз – два методологического подхода к проблеме происхождения жизни. Гиперцикл. Геохимический подход к
проблеме
Семинарское занятие 1. «Введение в эволюционную экологию. Происхождение Земли и ее основных оболочек. Происхождение жизни»
Раздел 2. Докембрий и кембрий – первые организмы и их сообщества.
Тема 2.1. Экосистемы докембрия и кембрия. Эволюция морских экосистем.
Ранний докембрий: древнейшие следы жизни на Земле. Джеспилиты. Терригенные красноцветы. Маты и строматолиты. Прокариотный мир. Онколиты. Организация прокариотных сообществ. Акритархи. В озникновение эукариотности: концепции симбиогенеза и сукцессивная.
Поздний докембрий: возникновение многоклеточности. Г ипотеза кислородного контроля. В ендобионты. Э диакарский эксперимент.
Кембрийский период. Скелетная революция" и пеллетный транспорт.
Эволюция морской экосистемы: кембрий, палеозой и современность. Конкуренция
за крупный размерный класс.
Семинарское занятие 2. «Экосистемы раннего докембрия»
Семинарское занятие 3. «Экосистемы позднего докембрия»
Семинарское занятие 4. «Экосистемы кембрия. Эволюция морских экосистем».
Раздел 3. Палеозой–мезозой – эволюция наземных экосистем
Тема 3.1. Эволюция экосистем раннего и позднего палеозоя
Р анний палеозой: « выход жизни на сушу» . Э кологические и морф ологические
особенности предков первых амф ибиойдных организмов. Появление почв и почвообразователей. В ысшие растения и их средообразующая роль. Т етраподизация
кистеперых рыб.
Поздний палеозой – ранний мезозой: криоэры и термоэры. Э волюционный
неуспех амф ибий. Палеозойские леса и континентальные водоемы – растения и
82
насекомые. Эволюция наземных позвоночных. Принцип ключевого ароморф оза
Н.Н. Иорданского. Анамнии и амниоты. Две эволюционные линии амниот – тетраморф ная и завроморф ная. Морф ологические и экологические адаптации тетраморф оф и завроморф оф .
Семинарское занятие 5. «Эволюция экосистем раннего палеозоя»
Семинарское занятие 6. «Эволюция экосистем позднего палеозоя»
Тема 3.2. Эволюция экосистем раннего и позднего мезозоя
Поздний мезозой. Э волюция наземных позвоночных. З авроморф ный мир.
Маммализация териодонтов. Динозавры и их вымирание. Мезозойские биоценотические кризисы.
« Ангиоспермизация мира» (средний мел) и « В еликое вымирание» (конец мела). Импактные и биотические гипотезы.
Семинарское занятие 7. «Эволюция экосистем раннего мезозоя»
Семинарское занятие 8. «Эволюция экосистем позднего мезозоя»
Раздел 4. Кайнозой – новые типы сообществ
Тема 4.1. Экосистемы кайнозоя. Четвертичного периода (антропоген)
Кайнозой: наступление криоэры. Новые типы сообществ – тропические леса
и травяные биомы. Э волюция млекопитающих и появление человека.
Четвертичный период (антропоген): В еликое оледенение. Ледниковая теория. Перигляциальные сообщества и мамонтова ф ауна.
Семинарское занятие 9. «Экосистемы кайнозоя»
Семинарское занятие 10. «Четвертичного периода (антропоген)»
Раздел 5. Эволюционно-экологические стратегии организмов
Тема 5.1. Стратегии и тактики выживания и размножения. Стратегии использования пространства и тактики добывания пищи. Экологически ниши
Стратегия выживания и размножения. Чистая скорость размножения и репродуктивная ценность. Типы эволюционного отбора в отношении экологических стратегий выживания: К-r отборы. Эволюционные тактики размножения: репродуктивное усилие, затраты
на потомство, величина кладки у птиц.
Использование пространства: индивидуальные участки и территориальность. Стратегия добывания пищи.
Ниша как гиперобъем. Перекрывание ниш и конкуренция. Динамика ниш. Структура
гильдий. Специализированность и неспециализированность. Бюджеты времени, вещества
и энергии. Тактика добывания пищи и эффективность питания. Оптимальное использование пятнистой среды. Эволюция ниш, периодические таблицы ниш.
Семинарское занятие 11. «Стратегии и тактики выживания и размножения»
Семинарское занятие 12. «Стратегии использования пространства и тактики добывания пищи. Экологически ниши»
АННОТАЦИЯ
рабочей программы учебной дисциплины
«Социальная экология»
по направлению подготовки 020400 Биология
по магистерской программе Экология
1. Цели освоения дисциплины
Целью освоения дисциплины «Социальная экология» является формирование у магистров систематизированных, комплексных знаний и умений в области социальной экологии и экологии человека; формирование представлений о биосоциальной сущности че83
ловека, об антропоэкосистемах, о специфичности связей между человеком и его средой,
об экологической опасности, экологическом кризисе и глобальных экологических проблемах человечества в прошлом, настоящем и будущем, о возможностях прогнозирования
изменения среды и путях выхода из экологического кризиса; формирование понимания
места человека и значения в системе «Человек-Общество-Природа». Задачами курса являются – расширение и углубление знаний магистрантов в следующих областях: 1) механизмы, обеспечивающие существование системы «Человек-Общество-Природа» и закономерности изменений в этой системе; 2) тенденции и механизмы динамики социальных
систем в контексте взаимодействия с окружающей средой; 3) глобализация и пропагандирование экологических знаний в обществе.
2. Место дисциплины в структуре ОПОП магистратуры
Дисциплина «Социальная экология» относится к дисциплинам вариативной (профильной) части профессионального цикла дисциплин.
Изучение данной дисциплины базируется на знании общеобразовательной программы по предмету «Биология». Студенты используют знания, умения, навыки, сформированные при изучении дисциплин «Общая экология», «Глобальная экология», «Прикладная экология и природопользование», «Экология популяций и сообществ», «Экология
человека и социальные проблемы» бакалавриата, а также «Экология организмов» и «Популяционная экология» магистратуры.
Изучение данной дисциплины является необходимой основой для формирования
культуры поведения в личностном и профессиональном аспекте, для использования полученных знаний в профессиональной деятельности, для развития экологического мышления в обществе и экологизации науки в целом.
3. Содержание дисциплины (Социальная экология)
РАЗДЕЛ 1. ВВЕДЕНИЕ
Тема 1.1. Социальная экология как наука. История развития социальной экологии.
Предмет, направления, цели и задачи социальной экологии. Фундаментальные понятия и функции изучаемой дисциплины. Методы исследований: математические, теоретические и экспериментальные. Место социальной экологии в системе наук и в исследованиях по экологии человека. Проблемы, изучаемые социальной экологией.
История развития экологии. История дифференциации экологических дисциплин, в
том числе экологии человека и социальной экологии. История постановки экологических
проблем в России и за рубежом. Историческая перспектива развития экологических
взглядов на глобальные проблемы человечества.
Тема 1.2. Законы социальной экологии.
Законы и аксиомы современной социальной экологии. Основные концепции антропоэкологии. Несогласованность деятельности человека с законами экологии. Различие
темпов социального и техногенного прогресса. Развитие современных экологических концепций в России. Развитие современных экологических концепций за рубежом.
РАЗДЕЛ 2. ЧЕЛОВЕК В ЕСТЕСТВЕННЫХ И ОБЩЕСТВЕННЫХ НАУКАХ.
Тема 2.1. Человек - существо биосоциальное. Становления современного человека.
Биологические особенности человека: человек часть природы. Социальнопсихологические особенности человека и его общественные функции в разные эпохи: человек часть общества.
Сложный путь становления современного человека в контексте взаимодействия его
с окружающей средой. Поэтапное нарастание антропогенного груза на окружающую среду. Проблема человека – безграничная сфера гуманитарного познания.
84
Тема 2.2. Биологические основы общественной жизни людей.
Среда человека или его окружение. Понятие и элементы человеческой среды - антропоэкосистемы. Качество среды человека. Параметры природной среды. Методы оценки природных условий жизни человеческого общества. Прикладные проблемы: общественное здоровье, сан.-эпид. надзор, социально ориентированная политика.
РАЗДЕЛ 3. ЭКОЛОГИЯ ЦИВИЛИЗАЦИЙ.
Тема 3.1. Антропоэкологические аспекты освоения новых территорий.
Специфика действия антропогенных факторов на организм человека и окружающую среду. Загрязнения. Виды загрязнений: по природе, по масштабам. Экологический
кризис. Экологический мониторинг: практические направления и виды. ПДК.
Тема 3.2. Социально-экологические аспекты модернизации. Урбанизация как важная часть модернизации.
Модернизация как фактор изменения среды обитания человека. Модернизация в
историческом аспекте в России и за рубежом.
Урбанизация как фактор изменения среды. Антропоэкологические особенности деревенской, сельской, городской жизни и жизни в мегаполисе. Город и горожане. Жилище
– экологическая ниша горожанина. Факторы, влияющие на жизнь горожанина.
Тема 3.3. Цивилизаций в контексте взаимодействия с окружающей средой.
Эволюция цивилизаций: речные, морские, океанические. Виды цивилизаций: этносоциальные (майя, шумеры и др.), социально-культурные (эллинская, европейская, российская и т.д.), социально-исторические (рабовладельческие, буржуазные, современные и
др.). Основные элементы и процессы цивилизаций.
Тема 3.4. Социально-экологические аспекты миграции населения. Эпидемии в истории цивилизаций. Роль религии в истории человечества.
Миграционные процессы, исторический аспект. Типы миграционных перемещений. Проблемы преднамеренной и вынужденной миграции населения. Миграции как источник биологического загрязнения среды обитания человека. Демографический аспект
миграционных процессов. Демография в прошлом, настоящем и будущем. Национальные
и межрегиональные отношения.
Эпидемии острых заболеваний человека в прошлом, настоящем и будущем. Экологические проблемы, связанные с распространением заболеваний. Связь эпидемий и миграционных процессов.
Взгляд на отношение к окружающей среде и жизненной среде человека с точки
зрения различных религий. Понимание места человека в природе в различных религиозных течениях.
РАЗДЕЛ 4. СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ АНТРОПОЭКОЛОГИИ.
Тема 4.1. Экологические проблемы атмосферы, гидросферы и педосферы.
Общая характеристика. Загрязнения воздуха: фотохимический смог, температурная
инверсия, парниковый эффект, «озоновые дыры», кислотные осадки и т.д. Общая нагрузка
на атмосферный воздух. Охрана.
Вода – важнейший компонент окружающей среды. Механизмы поступления воды
на поверхность Земли. Распределение воды в природе. Загрязнения вод. Изменение обводненности территорий. Истощение водных ресурсов. Охрана и рациональное использование водных ресурсов.
Общая характеристика педосферы. Почва – участник геохимического круговорота.
Факторы разрушения почв. Земельные ресурсы в системе хозяйственной деятельности человека. Загрязнения земель. Истощение и деградация почвенных ресурсов. Охрана земельных ресурсов.
Тема 4.2. Эколого-экономические проблемы природных ресурсов и природопользования.
85
Растительные ресурсы в системе хозяйственной деятельности человека. Общая характеристика и продуктивность фитосферы. Средообразующие функции растительного
покрова. Факторы деградации растительного покрова и его охрана.
Животные ресурсы в системе хозяйственной деятельности человека. Общая характеристика. Эволюция и роль животных в биосфере. Факторы деградации животного мира.
Меры предотвращения деградации и охрана животных ресурсов.
Минеральные ресурсы, распределение и запасы. Использование минеральных ресурсов. Запасы в России и мире. Мировые тенденции развития добычи и охрана.
РАЗДЕЛ 5. СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ СОЦИОСФЕРЫ.
Тема 5.1. Социо- и техносфера.
Понятие социосферы и техносферы. Социальные комплексы. Топливноэнергетический комплек. Металлургический комплекс. Машиностроительный комплекс.
Химико-лесной комплекс. Строительный комплекс. Агропромышленный комплекс.
Транспорт и связь. Основные характеристики . Проблемы и пути их решения.
Тема 5.2. Экологизация экономических и правовых отношений. Социальные факторы экоразвития.
Ресурсосбережение. Учет ущерба от загрязнения природной среды. Экономическая
эффективность экологической деятельности. Экологическая цена.
Эколого-правовые отношения: земельные, природно-ресурсные, природоохранительные, экосоциальные). Эколого-правовая ответственность.
Экологическое развитие. Общественное самоуправление. Феномен экологического
сознания. Принцип социоэкоцентризма.
РАЗДЕЛ
6.
ПОПУЛЯЦИОННО-ГЕНЕТИЧЕСКИЕ
АСПЕКТЫ
ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ В СИСТЕМЕ «ЧЕЛОВЕК – ОБЩЕСТВО – ПРИРОДА».
Тема 6.1. Генетические процессы в современных популяциях человека. Генетическая токсикология и мониторинг
Окружающая человека среда и проблема генетического груза. Охрана наследственности человека в резко меняющихся условиях среды. Тест-системы и мутагенез. Сегрегационный груз. Акселерация. Мутационный груз.
Понятие генетического мониторинга и его виды. Цели, задачи и функции. Теоретические подходы. Принципы стабильности генетической структуры в природных и искусственных популяциях.
Генетически активные факторы: физические, химические, биологические. Характеристика, взаимодействие и последствия.
Генофонд и его виды. Понятие генетической опасности. Факторы уменьшения генетической опасности для человечества.
АННОТАЦИЯ
рабочей программы учебной дисциплины
«Экологический мониторинг»
по направлению подготовки 020400 Биология
по магистерской программе Экология
1. Цели освоения дисциплины
Целью освоения дисциплины «Экологический мониторинг» является изучение способов получения информационной основы для широкого спектра природоохранной деятельности, научных исследований, оценки состояния окружающей среды и принятия
управленческих решений. Задачи курса – расширение и углубление знаний обучающихся
в следующих областях: 1) формировании представлений об основных подходах и методах
86
проведения экологического мониторинга; 2) знакомстве с государственной системой контроля и мониторинга загрязнения окружающей среды; 3) формировании знаний об организации и проведении мониторинговых наблюдений, методологии и основных методах
биоиндикации сред.
2. Место дисциплины в структуре ОПОП магистратуры
Дисциплина относится к курсам по выбору вариативной части профессионального
цикла дисциплин (М.2).
Для освоения этой дисциплины студенты используют знания, умения, навыки,
сформированные при изучении дисциплин «Общая химия», «Физика», «Зоология», «Ботаника», «Экология животных», «Экология популяций и сообществ» бакалавриата. Потребуются знания физических и химических параметров водной среды, таксономические,
популяционные и экологические знания гидробионтов
Изучение данной дисциплины является необходимой основой для формирования
знаний для оценки состояния природных ресурсов и бережного отношения к ним.
3. Содержание дисциплины
РАЗДЕЛ
1.
ОРГАНИЗАЦИЯ
СИСТЕМЫ
ЭКОЛОГИЧЕСКОГО
МОНИТОРИНГА
Тема 1.1. Научные основы экологического мониторинга.
Экологический мониторинг – составная часть решения проблемы охраны окружающей среды и рационального использования ресурсов. Цель и задачи курса, его структура и содержание. Определение экологического мониторинга. Цели и задачи мониторинга. История возникновения системы экологического мониторинга. Обоснование необходимости организации мониторинга состояния окружающей среды. Общая характеристика
состояния окружающей природной среды и экологических систем. Характер естественных
и антропогенных изменений в природе.
Поведение загрязнителей в окружающей среде. Классификация загрязнителей и их
источников. Рассеяние загрязнителей в индивидуальных средах. Молекулярная диффузия
в атмосфере и водной среде. Диффузия в почве и донных осадках. Рассеяние загрязнителей из дымовых труб. Турбулентная диффузия в водной среде. Основы моделирования
трансграничного переноса загрязнителей в атмосфере. Межфазный перенос загрязнителей.
Трансграничный перенос загрязнений. Глобальный мониторинг. Международное
сотрудничество. Всемирная метеорологическая организация и международный мониторинг загрязнения биосферы. Экологический мониторинг и концепция устойчивого развития.
Тема 1.2. Виды мониторинга и пути его реализации.
Организация и структура мониторинга состояния окружающей среды. Принципы
классификации систем мониторинга (по Ю.А. Израэлю). Виды экологического мониторинга по охвату территории: глобальный, региональный, национальный, локальный. Базовый (фоновый) и импактный мониторинг. Ингредиентный мониторинг. Мониторинг источников воздействия: точечных стационарных, точечных подвижных, площадных и др.
Виды мониторинга по реакции основных составляющих биосферы: геофизический,
биологический, экологический. Ступени мониторинга (по И.П. Герасимову): 1) биоэкологический (санитарно-гигиенический) мониторинг; 2) геоэкологический, геосистемный,
природно-хозяйственный мониторинг; 3) биосферный мониторинг. Связь экологического
мониторинга с другими системами – метеорологическим, климатическим, социальногигиеническим мониторингом.
Средства реализации мониторинга: стационарные, передвижные посты, аэрокосмические системы, автоматизированные системы.
87
Тема 1.3. Организация школьного экологического мониторинга.
Исследовательская деятельность школьников в системе экологического образования. Выбор и характеристика объектов школьного мониторинга. Экологический паспорт
микрорайона школы.
РАЗДЕЛ 2. МОНИТОРИНГ РАЗНЫХ СРЕД
Тема 2.1. Экологическое нормирование. Мониторинг атмосферы, гидросферы и
земель.
Качество окружающей среды. Санитарно-гигиеническое нормирование и экологическое регламентирование, нормативные документы. Основные контролируемые параметры
загрязнения окружающей среды - предельно допустимые концентрации (ПДК), предельно-допустимые уровни (ПДУ). Временные стандарты (ОБУВ). Классы опасности веществ.
Потоковые характеристики источников загрязнения: предельно-допустимые выбросы
(ПДВ), предельно-допустимые сбросы (ПДС). Требования к качеству атмосферного воздуха населенных мест. Нормирование качества воды. Санитарно-химические показатели
качества воды в открытых водоемах. Нормирование загрязняющих веществ в почве. Предельно-допустимые концентрации вредных веществ в продуктах питания. Основные расчетные характеристики качества среды обитания. Возможности управления качеством окружающей среды на основе анализа информации об уровне ее загрязнения.
Мониторинг загрязнения атмосферного воздуха. Автоматизированные системы
контроля загрязнения атмосферного воздуха. Пункты наблюдения за загрязнением атмосферного воздуха.
Система наблюдений за количественными изменениями в гидросфере. Методы измерения скорости и расхода воды. Экспедиционные исследования. Мониторинг загрязнения вод суши. Мониторинг загрязнения морей. Система передачи данных наблюдений.
Обработка, хранение и обобщение информации. Расположение и категория пунктов наблюдения на водных объектах. Состав программ наблюдений за качеством поверхностных
вод. Автоматизированные системы контроля загрязнения гидросферы.
Нормативные документы в области мониторинга земель в РФ. Основные задачи и
содержание мониторинга земель. Мониторинг геологической среды. Цель, основные задачи и структура геоэкологического мониторинга
Тема 2.2. Фоновый мониторинг за содержанием загрязняющих веществ в природных среда.
Цели и методы. Фоновое загрязнение окружающей среды. Биосферные заповедники как полигоны фонового мониторинга. Биосферные станции, станции комплексного фонового мониторинга (СКФМ): цели и программы. Принципы и методы выбора объектов
для фонового экологического мониторинга. Технические требования к станциям комплексного фонового мониторинга.
Отбор проб природных объектов, предварительная подготовка, консервация и хранение. Отбор проб воздуха для определения химического состава атмосферных аэрозолей.
Отбор проб атмосферных осадков. Отбор проб снежного покрова. Отбор проб поверхностных и подземных вод. Отбор проб донных отложений. Отбор проб почвы. Отбор растительного материала. Отбор проб тканей животных.
Оценка сопоставимости результатов наблюдений на сети фоновых станций. Оценка
сопоставимости результатов наблюдений за загрязнением объектов природной среды.
Формы представления данных. Банки данных.
Тема 2.3. Автоматизированные системы контроля окружающей среды (АСКОС)
Аэрокосмический мониторинг и данные авиационного зондирования. Моделирование процессов и применение геоинформационных систем. Интеллектуальные системы для
целей экологического мониторинга. Экологические информационные системы.
РАЗДЕЛ 3. БИОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ
88
ОБОСНОВАНИЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ БИОИНДИКАТОРОВ
Тема 3.1. Диагностический мониторинг (биоиндикация)
Общие закономерности. Теоретические основы биоиндикации. Основные понятия
биоиндикации. Задачи и методы биоиндикации. Значение биоиндикационных методов в
оценке состояния окружающей среды. История применения живых организмов в качестве
индикаторов. Использование растений для оценки плодородия почв. Применение растений в геологоразведке и для составления почвенных карт (С.К.Чаянов, В.В.Докучаев). Использование методов биоиндикации в лесной типологии (В.Н.Сукачев, П.С.Погребняк).
Исторические этапы развития лихеноиндикации.
Информационное определение биоиндикации (С.В.Викторов). Верификация видовиндикаторов, область достоверной индикации и ошибки ее определения (по
Б.В.Виноградову, 1993). Особенности проведения биоиндикации на разных уровнях организации биосистем (клеточном, организменном, популяционном, экосистемном). Возможности применения биоиндикаторов разных таксонов (растения, микроорганизмы, беспозвоночные и позвоночных животных). Экологические шкалы Х.Элленберга,
Л.Г.Раменского, Д.Н.Цыганова. Методы определения биоразнообразия как способа оценки состояния природной среды. Индексы биоразнообразия. Методы биоиндикации наземных экосистем, воздушной среды. Практическое применение методов биоиндикации в
оценке состояния окружающей среды.
Биоиндикация на разных уровнях живого: биологических молекул, клеток, тканей
и органов, организмов, популяций (пространственная группировка особей одного вида),
сообществ, экосистем и биосферы в целом. Классификация биоиндикационных методов:
физиологические, генетические, биохимические, ботанические, зоологические и др. Рассмотрение различных биоиндикационных методов и областей их применения для оценки
состояния природных объектов. Интегральная биологическая оценка состояния природной среды. Стабильность развития. Полевые и лабораторные методы биоиндикационных
исследований.
Тема 3.2. Методы биоиндикации наземных экосистем, воздушной среды и водных
объектов
Методы биоиндикации наземных экосистем и воздушной среды. Ботанические и
фитоценотические методы: биоиндикация по анатомо-морфологическим изменениям у
высших растений; демографический анализ ценопопуляций растений; ценотические исследования.
Зоологические методы: диагностика состояния наземных экосистем с использованием в качестве индикаторов беспозвоночных (хорто- и герпетобионты), орнитологические, герпетологические и териологические исследования. Фаунистические индексы (индексы Маргалефа, Чекановского-Серенсена и др.).
Методы анализа бактериопланктона и микобиоты. Оценка состояния водоемов с
использованием фитопланктона. Методы сбора и анализа фитопланктона. Использование
для биоиндикации зоопланктона и зообентоса, методы их сбора и анализа. Индекс Вудивисса. Сапробиологический анализ. Системы классификации вод по биологическим показателям. Эколого-физиологические исследования моллюсков (на примере моллюска
дрейссены). Состояние ихтиофауны (морфологические исследования). Интегральные биологические методы оценки состояния водных и амфибиотических организмов.
Тема 3.3. Методы обработки данных, составления баз данных и экологическое картирование
Основные статистические методы для обработки результатов биоиндикации, краткий обзор и возможности применения. Количественные методы для фаунистических исследований. Обзор основных количественных методов геоботанической индикации. Использование баз данных для биоиндикации. Экологическое картирование, комплексные
карты охраны природы (содержание и принципы разработки).
Практическое применение методов биоиндикации в оценке состояния окружающей
89
среды. Применение биоиндикации в оценке состояния природной среды. Использование
биоиндикационных методов для экологического паспорта водных объектов (озера и малые реки). Возможности биоиндикации для проведения экологических экспертиз.
РАЗДЕЛ 4. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ЭКСПЕРТИЗА
Тема 4.1. Экологический мониторинг и экспертиза
Теоретические основы. Определение основных понятий: экологическая экспертиза,
воздействие на окружающую среду, экологическое обоснование, оценка воздействия на
окружающую среду, экологическая оценка. Методология экологической экспертизы.
Многосторонние международные конвенции и соглашения в области охраны окружающей среды. Нормативно-правовое обеспечение экологической экспертизы. Экологическое законодательство Российской Федерации в области охраны окружающей среды,
природопользования и экологической безопасности. Основные положения Федерального
закона «Об охране окружающей среды». Основные положения Федерального закона «Об
экологической экспертизе». Система подзаконных актов в области природопользования,
охраны окружающей среды и обеспечения экологической безопасности. Нормативная база
в области проектирования народнохозяйственных объектов. Состояние нормативной базы
в области проектирования. Нормативная база геоэкологического обоснования проектов.
Нормативно-методические основы проектирования.
Развитие экологической экспертизы и ОВОС в России. Экологическое обоснование
предпроектной и проектной документации. Практические методы экологической защиты
в ТЭО проектов.
Тема 4.2. Элементы системы управления охраной окружающей среды на предприятиях. ОВОС
Экологические требования при эксплуатации предприятий. Разрешения на пользование природными ресурсами. Лицензия и договор на пользование водным объектом. Лицензия на пользование недрами. Сертификация. Экологический аудит.
Нормирование в области охраны окружающей среды. Виды и формы экологического нормирования. Основные механизмы экологического нормирования. Нормативы выбросов. Нормативы сбросов. Нормативы предельного размещения отходов. Экологический паспорт природопользователя. Система управления качеством окружающей среды на
предприятии.
Процедуры экологического сопровождения планируемой хозяйственной деятельности в России. Оценка воздействия на окружающую среду. Основные положения Конвенции об оценке воздействия на окружающую среду в трансграничном контексте. Национальная процедура оценки возможного воздействия намечаемой хозяйственной и иной
деятельности на окружающую среду. Нормативно-правовое обеспечение ОВОС и экологической экспертизы.
Критериальная база оценок воздействия. Принципы создания экспертноинформационных систем для целей ОВОС. Методы оценки интенсивности техногенных
нагрузок на окружающую среду.
Оценка воздействия на окружающую среду (ОВОС). Основные понятия и принципы экологического обоснования планируемой деятельности. Стадии, этапы, порядок проведения ОВОС. Подготовка технического задания, состав материалов на проведение
ОВОС. Документация выбора площадки. Подготовка материалов, планирование проведения ОВОС. Предварительная подготовка. Сбор общих сведений по объекту. Сбор специальных сведений по объекту. Оценка экологического риска.
Разработка рабочей гипотезы возможных изменений экологической ситуации. Анализ и прогноз экологической ситуации. Требования Европейского банка реконструкции и
развития к ОВОС. Процедура ОВОС в странах ЕС.
Тема 4.3. Государственная и общественная экспертиза (ГЭЭ и ОЭЭ)
Законодательные требования в области ГЭЭ. Порядок проведения ГЭЭ. Особенности
90
ГЭЭ различных объектов. Послепроектная экологическая оценка. Общественная экологическая экспертиза. Нормативно-правовое обеспечение, порядок проведения и финансирование ОЭЭ. Государственный экологический контроль. Санкции за нарушение требований
заключения ГЭЭ. Система экологического менеджмента проектов.
АННОТАЦИЯ
рабочей программы учебной дисциплины
«Экологическая экспертиза»
по направлению подготовки 020400 Биология
по магистерской программе Экология
1. Цели освоения дисциплины
Целью освоения дисциплины «Экологическая экспертиза» является формирование
представлений об основных подходах и методах проведения экологической экспертизы.
Задачи курса – расширение и углубление знаний обучающихся в следующих областях: 1) формировании представлений об основных подходах и методах проведения экологической экспертизы; 2) знакомстве с государственной системой экологической экспертизы; 3) формировании знаний об организации и проведении экологической экспертизы.
2. Место дисциплины в структуре ОПОП магистратуры
Дисциплина относится к курсам по выбору вариативной части профессионального
цикла дисциплин (М.2).
Для освоения этой дисциплины студенты используют знания, умения, навыки,
сформированные при изучении дисциплин «Общая химия», «Физика», «Зоология», «Ботаника», «Экология животных», «Экология популяций и сообществ» бакалавриата. Потребуются знания физических и химических параметров водной среды, таксономические,
популяционные и экологические знания гидробионтов
Изучение данной дисциплины является необходимой основой для формирования
знаний для оценки состояния природных ресурсов и бережного отношения к ним.
3. Содержание дисциплины
зы
РАЗДЕЛ 1. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ЭКСПЕРТИЗА
Тема 1.1. Определение основных понятий и методология экологической эксперти-
Определение основных понятий: экологическая экспертиза, воздействие на окружающую среду, экологическое обоснование, оценка воздействия на окружающую среду,
экологическая оценка. Методология экологической экспертизы.
Тема 1.2. Международные конвенции и соглашения в области охраны окружающей
среды
Многосторонние конвенции и соглашения. Международные организации. Двустороннее сотрудничество. Сотрудничество со странами СНГ. Международное сотрудничество в области совместного использования и охраны трансграничных водных объектов.
Международное сотрудничество в области охраны и использования лесов. Международное сотрудничество в области снижения техногенного засорения околоземного космического пространства.
Тема 1.3. Нормативная база в области проектирования народно-хозяйственных
объектов
Нормативно-правовое обеспечение экологической экспертизы. Многосторонние
международные конвенции и соглашения в области охраны окружающей среды.
Экологическое законодательство Российской Федерации. Законодательство в об91
ласти охраны окружающей среды, природопользования и экологической безопасности.
Основные положения Федерального закона «Об охране окружающей среды». Основные
положения Федерального закона «Об экологической экспертизе». Система подзаконных
актов в области природопользования, охраны окружающей среды и обеспечения экологической безопасности.
Нормативная база в области проектирования народнохозяйственных объектов. Состояние нормативной базы в области проектирования. Нормативная база геоэкологического обоснования проектов. Нормативно-методические основы проектирования.
Развитие экологической экспертизы и ОВОС в России. Развитие системы экспертиз
в 80-е гг. XX в. Роль «Положения об оценке воздействия...» в системе экологической
оценки в России.
РАЗДЕЛ 2. ЭЛЕМЕНТЫ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ОХРАНОЙ
ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ НА ПРЕДПРИЯТИЯХ
Тема 2.1. Экологическое обоснование предпроектной и проектной документации
Вопросы охраны окружающей среды как составная часть инвестиционного проекта. Общие требования к экологической оценке проекта. Требования международных кредитных организаций к экологическому сопровождению инвестиционных проектов. Принятие решения о размещении и сооружении промышленных и иных объектов на территории России. Определение цели инвестирования. Обоснование инвестиций в строительстве.
Обоснование экологических ограничений в предпроектной и проектной документации. Обеспечение экологической безопасности. Разработка экологических разделов технико-экономического обоснования. Пространственное планирование как средство экологического обеспечения проектов.
Тема 2.2. Практические методы экологической защиты в ТЭО проектов
Механизмы устойчивости экосистем. Технические системы экологической безопасности. Системы защиты атмосферного воздуха. Системы защиты водной среды. Системы обращения с отходами. Практическое использование технических систем экологической безопасности в системе промышленного производства. Опыт составления ТЭО проектов жилых районов городов, промышленных зон и комбинатов. Гидротехнические сооружения. Транспорт. Энергетика. Горнодобывающая промышленность. Коммунальное
хозяйство. Лесное хозяйство. Сельское хозяйство. Характерные ошибки и недостатки проектов.
Проектирование и экологическое обоснование природозащитных объектов.Особо
охраняемые природные территории. Лесовосстановление и лесопитомники. Рекультивация загрязненных и нарушенных земель. Инсинерация (сжигание) отходов. Проблемы мониторинга: технологические и экологические аспекты. Экологический мониторинг. История и состояние мониторинга в России. Проблемы организации мониторинга. Дистанционные и контактные методы. Панъевропейские системы экологического мониторинга.
Тема 2.3. Элементы системы управления охраной окружающей среды на предприятиях
Экологические требования при эксплуатации предприятий. Разрешения на пользование природными ресурсами. Лицензия и договор на пользование водным объектом. Лицензия на пользование недрами. Сертификация. Экологический аудит. Нормирование в
области охраны окружающей среды. Виды и формы экологического нормирования. Основные механизмы экологического нормирования. Нормативы выбросов. Нормативы
сбросов. Нормативы предельного размещения отходов. Экологический паспорт природопользователя. Система управления качеством окружающей среды на предприятии. Статистическая отчетность предприятия по природным ресурсам и охране окружающей среды.
Система документации по вопросам природопользования и охраны окружающей среды на
предприятии.
92
РАЗДЕЛ 3. ОВОС И ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ЭКСПЕРТИЗА
Тема 3.1. Процедура экологического сопровождения планируемой хозяйственной
деятельности в России
Оценка воздействия на окружающую среду (ОВОС). Опыт США в экологической
оценке проектов. Сфера применения процедуры ОВОС/ГЭЭ. Основные принципы проведения оценки воздействия на окружающую среду и ее приоритетные задачи. Основные
положения Конвенции об оценке воздействия на окружающую среду в трансграничном
контексте. Национальная процедура оценки возможного воздействия намечаемой хозяйственной и иной деятельности на окружающую среду. Нормативно-правовое обеспечение
ОВОС и экологической экспертизы. Стандартизация в области охраны окружающей среды и использования природных ресурсов. Необходимость экологического законодательства и принуждения в соблюдении стандартов окружающей среды
Тема 3.2. Методы и средства ОВОС и экологической экспертизы
Методы и средства ОВОС и экологической экспертизы. Критериальная база оценок
воздействия. Международные и российские требования. Обобщенные критерии экологической безопасности. Интегральные показатели техногенных воздействий. Принципы создания экспертно-информационных систем для целей ОВОС. Структура ЭИС. Программное обеспечение ЭИС. Средства Интернета. Методы оценки интенсивности техногенных
нагрузок на окружающую среду
Тема 3.3. Оценка воздействий на окружающую среду
Оценка воздействия на окружающую среду (ОВОС). Основные понятия и принципы экологического обоснования планируемой деятельности. Стадии и этапы проведения
ОВОС. Порядок проведения ОВОС. Подготовка технического задания на проведение
ОВОС. Состав материалов ОВОС. Документация выбора площадки. Подготовка материалов ОВОС. Планирование проведения ОВОС. Предварительная подготовка. Сбор общих
сведений по объекту. Сбор специальных сведений по объекту. Оценка экологического
риска. Разработка рабочей гипотезы возможных изменений экологической ситуации. Анализ и прогноз экологической ситуации. Анализ исходных данных. Проведение оценки
значимости экологической ситуации. Методы экологического прогнозирования. Прогнозная оценка значимости воздействий. Подготовка заключения. Состав итоговых материалов ОВОС. Форма предоставления. Оценка полноты и качества ОВОС.
Требования Европейского банка реконструкции и развития к ОВОС. Процедура
ОВОС в странах ЕС. Методологические особенности ОВОС в странах ЕС. Проведение
ОВОС в странах ЕС. Достоинства и слабости ОВОС в Нидерландах. Сравнительный анализ требований к экологической оценке, предъявляемых РФ, ЕБРР и ЕС. Экологическая
оценка и принятие решений.
РАЗДЕЛ 4. ГОСУДАРСТВЕННАЯ И ОБЩЕСТВЕННАЯ ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ
ЭКСПЕРТИЗА
Тема 4.1. Законодательные требования в области ГЭЭ. Принципы и объекты экологической экспертизы
Законодательные требования в области ГЭЭ. Принципы и объекты экологической
экспертизы. Порядок проведения государственной экологической экспертизы. Представление и рассмотрение документации. Проведение государственной экологической
экспертизы. Утверждение заключения государственной экологической экспертизы.
Особенности организации проведения повторной государственной экологической экспертизы. Права и обязанности заказчика документации, представляемой на экологическую экспертизу. Финансирование ГЭЭ. Особенности государственной экологической
экспертизы различных объектов. Послепроектная экологическая оценка. Планы экологического менеджмента. Послепроектный анализ в национальных и международных
системах экологической оценки.
93
Тема 4.2. Стратегическая экологическая оценка и общественная экологическая
экспертиза
Предмет, цель и задачи стратегической экологической оценки. Стратегическая экологическая оценка и устойчивое развитие. Принципы и организация процесса стратегической экологической оценки. Стратегическая экологическая оценка проекта развития главного порта Роттердама. Общественная экологическая экспертиза. Нормативно-правовое
обеспечение. Порядок проведения. Финансирование ОЭЭ. Взаимодействие с заинтересованными сторонами.
Тема 4.3. Государственный экологический контроль за исполнением требований
заключения ГЭЭ
Права и обязанности государственных инспекторов в области охраны окружающей
среды. Организация государственного экологического контроля и ГЭЭ на уровне МПР
России и его территориальных органов. Организация государственного экологического
контроля на уровне субъекта Российской Федерации. Санкции за нарушение требований
заключения ГЭЭ. Административная ответственность. Уголовная ответственность. Роль
природоохранных прокуратур в соблюдении законодательства о ГЭЭ. Государственная
служба наблюдения за состоянием окружающей природной среды. Система экологического менеджмента проектов.
АННОТАЦИЯ
рабочей программы учебной дисциплины
«Гидроэкология»
по направлению подготовки 020400 Биология
по магистерской программе Экология
1. Цели освоения дисциплины
Целями освоения дисциплины «Гидроэкология» является рассмотрение основных
положений гидроэкологии, как науки о надорганизменных системах, приобретение обучающимися теоретических знаний и практических навыков, необходимых будущим магистрам. Задачи курса – расширение и углубление знаний обучающихся в следующих областях: 1) структурно-функциональная организация водных экосистем, 2) разнообразие гидробионтов и их взаимосвязь со средами обитания; 3) структура сообществ гидробионтов;
4) закономерности биопродуктивности водоемов; 5) приемы и методы работы с гидробионтами.
2. Место дисциплины в структуре ОПОП магистратуры
Дисциплина «Гидроэкология» относится к курсам по выбору вариативной части
профессионального цикла дисциплин.
Для освоения этой дисциплины студенты используют знания, умения, навыки,
сформированные при изучении дисциплин «Общая химия», «Физика», «Зоология», «Ботаника», «Экология животных», «Экология популяций и сообществ» бакалавриата. Потребуются знания физических и химических параметров наземной среды, таксономические, популяционные и экологические знания организмов почв.
Изучение данной дисциплины является необходимой основой для формирования
знаний для оценки состояния природных ресурсов и бережного отношения к ним.
3. Содержание дисциплины
РАЗДЕЛ 1. УСЛОВИЯ СУЩЕСТВОВАНИЯ ВОДНОГО НАСЕЛЕНИЯ.
СТРУКТУРНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ СООБЩЕСТВ ГИДРОБИОНТОВ
Тема 1.1. Гидросфера. Исследование водных экосистем
94
Гидросфера и ее экологическая зональность. Водная экосистема, ее состав и место
в биосфере.
Пути познания сложного комплекса взаимообуславливающих природных явлений.
Методы изучения: эксперимент и описание как первичные формы изучения; эксперимент
в лаборатории и правомочность его экстраполяции на водоём; эксперимент «в поле». Результаты и их воспроизводимость. Законы в экологии и гидроэкологии, их приближённый
характер. Статистический подход. Результаты эксперимента как случайные величины.
Корректность применения статистических методов. Модели экологических законов как их
приближенные аналоги. Необходимость изучения моделей как следствие изучения водных
систем с «плохой» структурой. Индуктивные и дедуктивные модели. Адекватность и прогностические свойства моделей. Примеры моделирования как приёма описания гидробиоценозов. Методологические подходы к изучению экологии популяций в работах
Г.Ф.Гаузе.
Тема 1.2. Физико-химические условия существования водного населения
Физико-химические свойства воды и грунта. Химический состав и строение воды.
Термические особенности воды. Плотность воды. Вязкость воды. Движение воды и водные массы. Физико-химические свойства грунтов. Вещества, содержащиеся в природной
воде. Газы. Ионы минеральных солей. Водородные ионы и окислительновосстановительный потенциал. Растворенные органические вещества. Взвешенные вещества. Температура, свет и другие колебательные явления. Температура. Свет. Звук, электричество и магнетизм.
Адаптации гидробионтов к гидрофизическим факторам, водно-солевым условиям
среды. Гидробионты как биоконцентраторы микроэлементов. Разложение органических
веществ и формирование качества воды. Круговорот и роль азота в водных экосистемах.
Фосфор в водных экосистемах.
Тема 1.3. Структурная организация зоопланктона
Вертикальное распределение зоопланктона. Общая картина вертикального распределения. Факторы, обусловливающие вертикальное распределение зоопланктона: механические, физические и химические факторы. Вертикальное перемещение зоопланктона:
онтогенетические, суточные, сезонные. Изменчивость и причины миграции. Перенос органического вещества зоопланктоном при вертикальных миграциях.
Динамика численности зоопланктонных организмов. Беспозвоночные хищники как ф актор регуляции численности планктонных организмов. В лияние рыб на
изменение численности и размерной структуры зоопланктона. С труктура сообществ зоопланктона в водоемах разного троф ического уровня. В лияние рыб и
хищных беспозвоночных на структуру и развитие зоопланктона.
Тема 1.4. С труктурная организация пищи зоопланктона: ф итопланктона и
бактерий
Фитопланктон. У словия ф ормирования ф итопланктона в водохранилищах
В олги. Р аспределение ф итопланктона в толще воды. В ертикальное перемещение
водорослей в водоеме. Факторы, влияющие на распределение ф итопланктона в
толще воды. С укцессия видов в ф итопланктонном сообществе. Факторы, определяющие сукцессию видов в ф итопланктоне. С труктура сообщества ф итопланктона
разнотипных местообитаний. Б актериопланктон. Количественный состав бактериопланктона в морях, океанах и пресных водоемах разного троф ического уровня.
С езонная динамика и распределение бактерий в толще воды. Т ипология водоемов и экологические ниши бактериопланктона. Б актерии поверхностной пленки
водоемов. Р оль бактерий в жизни водоемов.
РАЗДЕЛ
2.
БИОЛОГИЧЕСКИЕ
ПРОБЛЕМЫ
ОСВОЕНИЯ ГИДРОСФЕРЫ
Тема 2.1. Биологическая продуктивность водоемов
95
РАЦИОНАЛЬНОГО
Основные представления о продуктивности как важнейшем свойстве гидробиоценозов. Основные понятия: биомасса, продукция, П/Б-, Ф/Б- коэффициенты. Вопросы терминологии. Первичная продукция. Фото- и хемосинтез. Масштабы процессов. Связь первичного продуцирования с факторами внешней среды. Свет, температура, минеральное
питание определяющие факторы развития фитопланктона. Эффективность использования
энергии. Методы определения первичной продукции. Основные формы фитопланктона и
макрофитов. Типология водоёмов по продуктивности, (олиго- мезо- и эвтрофные водоёмы). Характеристика продуктивности различных районов Мирового океана.
Вторичная продукция. Функциональные особенности популяций. Рост особей.
Биологическая продукция популяций. Эффективность использования пищи на рост. Энергобаланс популяций. Темп и эффективность вторичного продуцирования. Продукция различных групп гетеротрофов. Связь между разнообразием в сообществе и его продукцией.
Трофическая классификация водных экосистем. Олиго-, мезо-, эв-, дистрофные водоемы.
Тема 2.2. Биологические проблемы рационального освоения гидросферы
Проблема прогноза состояния водоёмов. Проблема управления процессами в водоёмах. Проблема создания планируемого прудового хозяйства. Аквакультура. Проблема
«чистой воды» (водоснабжение и очистка сточных вод). Проблема опреснения морской
воды.
АННОТАЦИЯ
рабочей программы учебной дисциплины
«Экология почв»
по направлению подготовки 020400 Биология
по магистерской программе Экология
1. Цели освоения дисциплины
Целью освоения дисциплины «Экология почв» является рассмотрение основных положений экологии почв, как науки о надорганизменных системах, приобретение студентами теоретических знаний и практических навыков, необходимых будущим магистрам.
Задачи курса – расширение и углубление знаний магистрантов в следующих областях: 1)
рассмотреть функции почв в биосфере и экосистемах; 2) изучить группы педобионтов, как
составные звенья биогенного круговорота в почве; 3) познакомиться с методами биологической диагностики и оценки продуктивности почв и основами рационального землепользования.
2. Место дисциплины в структуре ОПОП магистратуры
Дисциплина «Экология почв» относится к дисциплинам по выбору вариативной части профессионального цикла дисциплин.
Для освоения этой дисциплины студенты используют знания, умения, навыки,
сформированные при изучении дисциплин «Общая химия», «Ботаника», «Зоология»,
«Биология почв», «Микробиология и вирусология» бакалавриата.
Изучение данной дисциплины является необходимой основой для приобретения
знаний и умений, необходимых для контроля антропогенного воздействия на различные
природные ресурсы.
3. Содержание дисциплины
РАЗДЕЛ 1. СТРУКТУРА ЭКОЛОГИИ ПОЧВ. ПОЧВА НА БИОСФЕРНОМ
УРОВНЕ
Тема 1.1. Экология почв как интегральная научная дисциплина на стыке почвоведения, экологии, микробиологии и почвенной зоологии
96
Становление почвоведения. Развитие экологии; учение о биосфере и глобальные
функции почвы. Почва как биокосное тело, и «живое вещество» почвы. Развитие микробиологии и почвенной зоологии. Современное почвоведение и экологические функции
почвы.
Тема 1.2. Динамика почвенного покрова – изменение почв в пространстве и во
времени
Динамические процессы в почвах. Эволюция биосферы и формирование почв.
Круговорот веществ и химические процессы в почве. Элементы-биогены. Разложение органического вещества в почве и образование гумуса. Гумус и плодородие почв. Регулирование круговорота элементов в земледелии.
Понятие «Живое вещество» и его количественная оценка.
Тема 1.3. Глобальные функции почв
Литосферные функции. Почва – защитный слой и фактор развития литосферы.
Биохимическое преобразование приповерхностной части литосферы. Почва – источник
вещества для формирования пород и полезных ископаемых. Передача аккумулированной
солнечной энергии и вещества атмосферы в недра Земли. Антропогенные нарушения литосферных функций почвы.
Гидросферные функции. Особенности гидросферы как факторы почвообразования.
Обобщенная оценка роли почв в круговороте воды. Участие почвы в формировании речного стока и водного баланса. Трансформация атмосферных осадков в почвенногрунтовые и грунтовые воды. Почва как фактор биопродуктивности водоемов. Почвенный
защитный барьер акваторий. Использование гидросферы и гидрологических функций
почв.
Влияние почв на атмосферу. Почва как фактор формирования и эволюции газового
состава атмосферы. Почва – регулятор газового состава современной атмосферы. Почва –
источник и приемник твердого вещества и микроорганизмов атмосферы. Влияние почвы
на энергетический режим и влагооборот атмосферы. Антропогенные изменения атмосферных функций почв.
Общебиосферные функции. Почва как среда обитания для организмов суши. Роль
почвенного покрова в дифференциации географической оболочки и биосферы. Понятие
почвы как биокосного тела — связующего звена биологического и геологического круговоротов. Почва как фактор биологической эволюции. Антропогенные изменения общебиосферных функций почвенной оболочки. Почва как «экологический щит» биосферы.
Почвенные животные как биоиндикатор радиоактивного загрязнения.
РАЗДЕЛ 2. ПОЧВА КАК ЭКОСИСТЕМА
Тема 2.1. Живые организмы почвы их взаимодействие и почвообразующая деятельность
Почва как среда обитания педобионтов. Составные звенья биогенного круговорота
в почве: микроорганизмы, корни высших растений и почвенные животные. Роль микроорганизмов в жизни растений, животных и в глобальном круговороте веществ. Воздействие
почвенных животных на почву. Корни растений в биологическом круговороте. Функции
корней. Взаимодействие корней с микроорганизмами и почвенными животными.
Многообразие педобионтов и их классификации. Роющая деятельность и миграции
почвенных животных. Обитатели пленочной воды – нанофауна почв: представители и их
функциональная роль в почве. Микрофауна в естественных скважинах почвы. Тип гумуса
и почвообразующая роль микроартропод. Представители почвенной мезофауны. Почвообразующая деятельность дождевых червей. Макрофауна почв – млекопитающие землерои и норники в почвах различных биотопов.
Тема 2.2. Основы биологической диагностики и индикации почв
Микробиологическая индикация почв, фито- и зоодиагностика почв. Тип почвы и
животный мир: особенности населения почв тундр, лесов умеренного пояса, степей, пус97
тынь. Роль почвенных животных в разложении подстилки и древесины. Население почв в
лесах различных природных зон.
РАЗДЕЛ 3. СОХРАНЕНИЕ И РАЦИОНАЛЬНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПОЧВ
Тема 3.1. Земельные ресурсы. Снижение продуктивности почв и основы рационального землепользования
Почвенные ресурсы России. Научные основы сохранения почв и рационального
землепользования. Зоологическая мелиорация почв. Компостирование отходов. Плодородие почв и приемы агротехники. Агроценоз как экосистема, устойчивость агроценозов и
борьба с вредителями.
Тема 3.2. Экологический мониторинг и охрана почв
Проблемы экологической оценки и мониторинга почв.
Уровни и виды охраны почв. Становление особой охраны почв. Создание Красной
книги почв. Подготовка сводного кадастра ценных почвенных и других природных объектов. Правовые предпосылки сохранения почв и биосферы в целом.
98
Приложение 4. Аннотации программ практик
АННОТАЦИЯ
программы учебной практики
«Научно-исследовательская и педагогическая практика»
по направлению подготовки 020400 Биология
по магистерской программе Экология
1. Цели научно-исследовательской и педагогической практики
Целями научно-исследовательской и педагогической практик являются закрепление и
углубление теоретической подготовки обучающегося и приобретение им практических
навыков в сфере экологии; углубление и закрепление теоретических знаний, умений и навыков студентов по общепрофессиональным предметам и дисциплинам предметной подготовки; формирование умений, направленных на практическую реализацию образовательных программ и учебных планов при выполнении функции преподавателя биологических дисциплин в высших, средне-специальных и средних учебных заведений на уровне,
отвечающем принятым стандартам.
2. Место научно-исследовательской и педагогической практики в структуре ОПОП
магистратуры
Научно-исследовательская и педагогическая практики относятся к циклу практик и
научно-исследовательской работы (М3).
Научно-исследовательская и педагогическая практики базируются на знаниях,
умениях и навыках, полученных в процессе обучения в бакалавтиате или специалитете. В
процессе практики основной акцент делается на разработке конструктивных предложений
по оптимизации природопользования и разработке систем управления окружающей среды
на локальном и региональном уровнях.
Для прохождения магистрант должен обладать знаниями и умениями комплексного
анализа свойств природы и их изменении в процессе техногенеза, обладать знаниями об
особенностях функционирования различных типов природопользовательских систем.
Полученные знания, умения и навыки построения систем управления природопользования и охраны окружающей средой являются основой для написания магистерской диссертации.
Кроме того, практика позволяет студенту попробовать свои силы в выбранной
профессии, научиться применять теоретические знания, полученные в ходе лекционных и
семинарских занятий. В соответствии со стандартом государственного высшего профессионального образования к магистранту, прошедшему обучение по направлению 020200 –
Биология, предъявляется ряд специфических требований, среди которых в качестве основных можно выделить коммуникативные, организаторские, диагностические, проектировочные, дидактические, аналитические.
3. Краткое содержание практики
1 семестр
1. Подготовительный этап.
1.1. Инструктаж по технике безопасности.
1.2. Планирование экспериментальной работы.
2. Экспериментальный этап.
2.1. Получение первичного материала в ходе выполнения экспериментов и наблюдений.
99
3. Педагогический этап.
3.1. Проведение занятий.
3.. Обработка полученного материала.
3.1. Подготовка отчета по практике .
4. Отчет по практике.
4.1 Заключительная конференция.
2 семестр
1. Подготовительный этап.
1.1. Инструктаж по технике безопасности.
1.2. Планирование экспериментальной работы.
2. Экспериментальный этап.
2.1. Получение первичного материала в ходе выполнения экспериментов и наблюдений.
3. . Педагогический этап.
3.1. Проведение занятий.
3. Обработка полученного материала.
3.1. Подготовка отчета по практике.
4. Отчет по практике.
4.1. Заключительная конференция.
АННОТАЦИЯ
программы научно-исследовательской
работы студента
по направлению подготовки 020400 Биология
по магистерской программе Экология
1. Цели научно-исследовательской работы
Цели научно-исследовательской работы: подготовить студента к самостоятельной научно-исследовательской работе, основным результатом которой является написание и успешная защита магистерской диссертации, а также приобрести навыки проведения научных исследований в составе творческого коллектива.
.
2. Место научно-исследовательской работы в структуре ОПОП магистратуры
Научно-исследовательская работа относятся к циклу практики и научноисследовательской работы (М3).
Научно-исследовательская работа базируется на знаниях, умениях и навыках, полученных в процессе обучения в бакалавтиате.
Полученные знания, умения и навыки построения систем управления природопользования и охраны окружающей средой являются основой для написания ВКР.
Кроме того, НИР позволяет студенту попробовать свои силы в выбранной профессии, научиться применять теоретические знания, полученные в ходе лекционных и семинарских занятий, а также является обязательным этапом для выполнения магистерской
диссертации.
3. Краткое содержание НИР
1. Планирование НИР.
1.1. Инструктаж по технике безопасности.
1.2. Ознакомление с тематикой научно-исследовательских работ в данной сфере.
1.3. Выбор студентом темы исследования.
1.4. Написание реферата по избранной теме.
2. Непосредственное выполнение НИР.
2.1. Получение первичного материала в ходе выполнения экспериментов и наблюдений.
100
2.2. Корректировка плана проведения НИР в соответствии с полученными результатами.
2.3. Обработка полученных данных и оформление магистерской диссертации.
3. Заключительный этап.
3.1. Предварительная защита магистерской диссертации.
101