Экологическая физиология

I. Аннотация
1. Цель и задачи дисциплины - курс «Экологическая физиология» (блок
1, вариативная часть, модуль 5) является основой для понимания экологических взаимодействий биологических процессов с одной стороны и небиологических процессов с другой, влияющих на состояние биологических
особей на разных уровнях их организации.
Задачами освоения дисциплины являются:
1) изучение основных понятий экологической физиологии;
2) понимание единства строения и функции живых объектов.
2. Место дисциплины в структуре образовательной программы. Дисциплина входит в базовую вариативную часть обязательных дисциплин ООП
«Биология» Б.1.В.ОД.3.3 в модуль «Дисциплины, формирующие профессиональные компетенции (профиль Биоэкология)»
Перечень дисциплин, которые студентам необходимо знать для
качественного освоения курса "Экологическая физиология" (блок 1, вариативная часть, модуль 5). Курс базируется на результатах, полученных в
области физики, цитологии, гистологи, генетики, молекулярной биологии,
поэтому теоретические положения курса «Экологическая физиология животных» разрабатывались с учетом знаний и умений, полученных в процессе изучения вышеперечисленных дисциплин.
3. Общая трудоемкость дисциплины дисциплины составляет 2 зачетные
единицы (72 часа).
4. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения
дисциплины «Экологическая физиология» (блок 1, вариативная часть,
модуль 5):
Формируемые компетенции
ПК-3 готовность применять на производстве
базовые общепрофессиональные знания теории и методов современной биологии
Требования к результатам обучения
В результате изучения дисциплины студент должен:
Знать: основные понятия, теории и законы экологической физиологии, а также возможности
адаптации к некоторым экстремальным условиям.
Уметь: планировать и самостоятельно выполнять аналитические исследования; применять
теоретические знания для самостоятельной формулировки выводов.
Владеть: навыками аналитической работы; методами наблюдения и интерпретации экспериментальных данных.
2
ПК-5 готовность использовать нормативные документы, определяющие организацию
и технику безопасности
работ,
способностью
оценивать биобезопасность продуктов биотехнологических
и
биомедицинских производств
Знать: основные понятия, теории и законы экологической физиологии, а также возможности
адаптации к некоторым экстремальным условиям.
Уметь: планировать и самостоятельно выполнять аналитические исследования; применять
теоретические знания для самостоятельной формулировки выводов.
Владеть: навыками аналитической работы; методами наблюдения и интерпретации экспериментальных данных.
5. Образовательные технологии. Преподавание учебной дисциплины
«Экологическая физиология» (блок 1, вариативная часть, модуль 5) строится
на сочетании лекций, семинарских занятий и различных форм самостоятельной работы студентов.
В процессе освоения дисциплины используются следующие образовательные технологии, способы и методы формирования компетенций.
Традиционная лекция, проблемная лекция, коллоквиум, подготовка
письменных аналитических работ, написание рефератов, проектная деятельность, творческие задания.
6. Форма промежуточного контроля
Студентам рекомендуется быть готовыми к тому, что сформированность
компетенций будет систематически проверяться посредством следующих
видов контроля.
Текущий контроль устные и письменные опросы.
Для оценивания результатов обучения в виде знаний используются
следующие типы контроля:
– тестирование;
– индивидуальное собеседование,
– письменные ответы на вопросы.
Тестовые задания охватывают содержание всего пройденного материала. Индивидуальное собеседование, письменная работа проводятся по
разработанным вопросам по отдельному учебному элементу программы
(дисциплине).
Для оценивания результатов обучения в виде умений и владений
используются следующие типы контроля:
– практические контрольные задания, включающие одну или несколько задач (вопросов) в виде краткой формулировки действий (комплекса действий), которые следует выполнить, или описание результата,
который нужно получить.
3
По сложности практические контрольные задания разделяются на
простые и комплексные задания.
Простые практические контрольные задания предполагают решение
в одно или два действия. К ним можно отнести: простые ситуационные задачи с коротким ответом или простым действием; несложные задания по
выполнению конкретных действий. Простые задания применяются для
оценки умений. Комплексные задания требуют многоходовых решений как
в типичной, так и в нестандартной ситуациях. Это задания в открытой
форме, требующие поэтапного решения и развернутого ответа, в т. ч. задания на индивидуальное или коллективное выполнение проектов, на выполнение практических действий или лабораторных работ. Комплексные
практические задания применяются для оценки владений.
Типы практических контрольных заданий:
– задания на установление правильной последовательности, взаимосвязанности действий, выяснения влияния различных факторов на
результаты выполнения задания;
– установление последовательности (описать алгоритм выполнения
действия),
– нахождение ошибок в последовательности (определить правильный вариант последовательности действий);
– указать возможное влияние факторов на последствия реализации
умения и т.д.
– задания на принятие решения в нестандартной ситуации (ситуации
выбора, многоальтернативности решений, проблемной ситуации);
– задания на оценку последствий принятых решений;
– задания на оценку эффективности выполнения действия.
Текущий контроль – опросы, представление докладов, выполнение тестовых заданий.
Рубежный контроль – тестирование, выполнение контрольной работы;
Итоговой формой отчета является экзамен.
7. Язык преподавания: русский
4
Контактная
работа (часов
Самостоятельная
работа
(час.)
Учебная программа–наименование разделов и
тем
Всего
(час.)
II. Структура дисциплины
1. Структура дисциплины для студентов очной формы обучения
5
Практические (лабораторные) занятия
Лекции
Теоретический курс (курс лекций)
1. Экологическая физиология как ком6
плексная междисциплинарная наука.
2. Адаптация, устойчивость и надеж7
ность биологических систем
3. Общие закономерности адаптации
7
организма.
4. Адаптация к высокогорью.
7
5. Токсическое действие кислорода.
7
6. Естественная гравитация и ее влияние на развитие и жизнедеятельность
7
организмов.
7. Экологическое значение геофизиче7
ских электромагнитных полей
8. Биологическое действие ионизирую7
щей радиации.
Практический курс. Семинарские занятия
Занятие 1. Общие закономерности
адаптации организма к различным
7
условиям.
Занятие 2. Общие закономерности
адаптации организма к различным
7
условиям.
Занятие 3. Адаптация к высокогорью.
7
Занятие 4. Адаптация человека к высо7
когорью.
Занятие 5. Токсическое действие кисло7
рода.
Занятие 6. Биологическое действие
7
ионизирующей радиации.
Занятие 7. Биологическое действие
11
ионизирующей радиации.
ИТОГО
108
1
5
2
5
2
5
2
2
5
5
2
5
2
5
2
5
15
2
5
2
5
2
5
2
5
2
5
2
5
3
8
15
78
Тема 1. Введение. Экологическая физиология как комплексная междисциплинарная наука. Возникновение дисциплины «экологическая физиология животные», ее проблемы и задачи, современное состояние и основные научные направления.
Тема 2. Адаптация, устойчивость и надежность биологических систем.
Формы адаптации: индивидуальные, видовые, популяционные. Замещение
функций при изменении условий внешней среды. Фенотипические и генотипические адаптации. Максимизация и минимизация функций и глобальная характеристика адаптаций. Фазы адаптации. Формы адаптации.
Тема 3. Общие закономерности адаптации организма. Адаптогенные
факторы. Механизмы адаптации. Реакции на добавочные раздражения в
условиях фаз адаптации. Адаптация к действию низкой температуры.
Адаптация к действию высокой температуры. Адаптация к различному
режиму двигательной активности. Адаптация к невесомости. Адаптация к
гипоксии. Специфика адаптации к психогенным факторам. Адаптация к
дефициту информации. Особенности адаптации. Управление адаптацией.
Тема 4. Адаптация к высокогорью. Дыхание и в условиях горного климата. Функции внешнего дыхания у аборигенов высокогорья. Система
крови и процесс адаптации к высокогорью.
Тема 5. Токсическое действие кислорода. Физиологические реакции организма на избыток кислорода (система дыхания, сердечно-сосудистая система, система крови, метаболизм, ЦНС). Токсическое действие кислорода
(легочная форма отравления кислородом, судорожная форма кислородного
отравления, общетоксическая форма кислородного отравления). Защита от
кислородного отравления. «Адаптация» к избытку кислорода.
Тема 6. Естественная гравитация и ее влияние на развитие и жизнедеятельность организмов. Общебиологические эффекты гравитационных
воздействий. Влияние гравитационных сил на процессы эмбриогенеза и
конечные размеры тела. Роль гравитации и развитие костного аппарата.
Развитие скелетной мускулатуры и ее антигравитационная функция. Влияние условий окружающей среды на функции системы кровообращения.
Значение фактора гравитационного поля в осуществлении функции пространственного анализа.
Тема 7. Экологическое значение геофизических электромагнитных полей. Эколого-физическое значение электромагнитных полей. Межпланетное магнитное поле как регулятор физиологических функций. Проблемы и
задачи магнитобиологии. Электромагнитные поля и поведение живых существ. Биологическое и терапевтическое действие постоянного магнитного поля. Биологическое действие переменного магнитного поля.
Тема 8. Биологическое действие ионизирующей радиации. Физическая
природа ионизирующих излучений. Единицы измерения дозы. Естественный радиационный фон. Чувствительность различных биологических объектов к радиации. Особенности действия ионизирующего излучения на
6
живые системы. Механизмы взаимодействия ионизирующей радиации с
биосистемами. Кислородный эффект. Научные основы гигиенического
нормирования ионизирующих излучений.
III. Фонды оценочных средств
Учебным планом предусмотрено самостоятельная работа студентов
общим объемом 42 часа. В том числе самостоятельная подготовка к семинарским занятиям (6 часов) и подготовка к экзамену (6 часов).
На самостоятельное изучение студентов выносится тема программы
лекционного курса. "Биологическое действие ионизирующей радиации ""
Изучив эту тему студент должен
Знать:
1. Физическую природу ионизирующих излучений.
2. Единицы измерения дозы излучения.
3. Естественный радиационный фон.
4. Чувствительность различных биологических объектов к радиации.
5. Развитие радиоактивного поражения.
6. Особенности действия ионизирующих излучений на живые системы.
7. Механизмы взаимодействия ионизирующих излучений с живыми
системами.
Уметь:
1. Назвать происхождение электромагнитных и корпускулярных излучений.
2. Определять что такое экспозиционная и поглощенная доза.
3. Нормы естественного радиационного фона; источники (внешние и
внутренние); космическая компонента излучения; солнечная активность; солнечный ветер.
4. Знать спектр радиочувствительности в эволюционном плане.
5. Привести 4 периода развития заболевания; типы поражения в зависимости от дозы.
6. Действие радиации на клеточном уровне; наличие специфичности,
рецепции и возможности адаптации к ионизирующему излучению;
радиочувствительность in vivo и in vitro.
7. Теория мишени, теория непрямого действия, теория цепных
реакций.
Форма отчетности по самостоятельной работе.
Письменный коллоквиум по программе лекционного курса.
7
Вопросы для самоконтроля
1. Возникновение дисциплины “Экологическая физиология”.
2. Проблемы и задачи экологической физиологии.
3. Современное состояние экологии человека.
4. Основные научные направления.
5. Основные мероприятия по экологической физиологии, проводимые в
20 веке.
6. Формы адаптации по А.Д.Слониму (1964).
7. Индивидуальные адаптации.
8. Видовые адаптации
9. Популяционные адаптации
10.Замещение функций при изменении условий внешней среды.
11.Фенотипические адаптации.
12.Генотипические адаптации.
13.Максимизация и минимизация функций.
14.Адаптация к низкой температуре.
15.Адаптация к высокой температуре.
16.Адаптация к повышенной двигательной активности.
17.Адаптация к пониженной двигательной активности.
18.Адаптация к невесомости.
19.Адаптация к гипоксии.
20.Специфика адаптации к психогенным факторам.
21.Адаптация к дефициту информации.
22.Особенности адаптации человека. Управление адаптацией.
23.Адаптогенные факторов.
24.Механизмы адаптации.
25.Реакции на добавочные раздражители в условиях фаз адаптации.
26.Реакции сердечно-сосудистой системы человека на кратковременное
пребывание в горах.
27.Состояние сердечно-сосудистой системы у постоянных жителей высокогорья.
28.Дыхание у людей, кратковременно пребывающих в горах.
29.Дыхание у равнинников , продолжительно живущих в горах.
30.Функции внешнего дыхания у аборигенов высокогорья.
31.Cистема крови и процесс адаптации к высокогорью.
32.Физиологические реакции на избыток О2 системы дыхания и кровообращения.
33.Система крови.
34.Метаболизм и ЦНС.
35.Легочная форма отравления кислородом .
36.Cудорожная форма кислородного отравления.
37.Общетоксическая форма кислородного отравления.
38.Защита от кислородного отравления.
8
39.“Адаптация” к избытку кислорода.
40.Общебиологические эффекты гравитационных воздействий.
41.Влияние гравитационных сил на процессы эмбриогенеза и конечные
размеры.
42.Роль гравитации в развитии костно-опорного аппарата.
43.Развитие скелетной мускулатуры и ее антигравитационная функция.
44.Влияние механических условий среды на развитие функции системы
кровообращения.
45.Значение вектора гравитационного поля в осуществлении функций
пространственного анализа.
46.Эколого-физиологическое значение электромагнитных полей.
47.Межпланетное магнитное поле как регулятор физиологических
функций.
48.Проблемы и задачи магнитобиологии.
49.Электромагнитные поля и поведение живых существ.
50.Биологическое и терапевтическое действие постоянного магнитного
поля.
51.Биологическое и терапевтическое действие переменного магнитного
поля.
IV. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
Основная литература
1. Экология: Учебное пособие / Л.Н. Ердаков, О.Н. Чернышова. - М.:
НИЦ Инфра-М, 2013. - 360 с.: 60x90 1/16. - (Высшее образование:
Бакалавриат). (переплет) ISBN 978-5-16-006248-8, 500 экз.
http://www.znanium.com/bookread.php?book=368481
2. Прохоров Б.Б. Экология человека. Москва. 2007.
Дополнительная литература
1. Экология человека : словарь-справочник / под ред. Н.А. Агаджаняна. - Москва : КРУК, 1997.
2. Агаджанян, Николай Александрович. Экология человека и
концепция выживания : учебное пособие для студентов медицинских и фармацевтических вузов. - Москва : Всероссийский учебно-научно-методический Центр по непрерывному мединскому и
фармацевтическому образованию, 2001.
3. Слоним, Абрам Донович. Экологическая физиология животных :
Учеб. пособие для студентов биол. спец. ун-тов / А.Д. Слоним. Москва : Высшая школа, 1971. Экологическая физиология чело-
9
века. Адаптация человека к экстремальным условиям среды.
М.,1979
Программное обеспечение и Интернет-ресурсы.
1. Каталог образовательных ресурсов на портале www.edu.ru;
IV. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
На кафедре имеется мультимедийная техника для проведения лекций,
защиты проектов и демонстрации учебных фильмов.
VI. Перечень обновлений рабочей программы дисциплины
Обновленный
раздел рабочей
№п.п.
программы
дисциплины
1.
2.
Описание внесенных изменений
10
Дата и протокол заседания кафедры,
утвердившего изменения