Гляциосфера, как среда обитания живых организмов

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЕГАЗОВЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
ИНСТИТУТ ГЕОЛОГИИ И НЕФТЕГАЗОДОБЫЧИ
Кафедра Криологии Земли
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
дисциплина «Биологические системы криосферы»
направление: 05.03.01. - Геология
профиль: Гидрогеология и инженерная геология
квалификация: академический бакалавр
форма обучения:
очная
курс 3
семестр 6
Аудиторные занятия 30 часов, в т.ч.:
Лекции – 15 часов
Практические занятия – не предусмотрено
Лабораторные занятия – 15 часов
Самостоятельная работа – 42 часа, в т.ч.:
Курсовая работа (проект) – не предусмотрено
Расчётно-графические работы – не предусмотрено
Контрольная работа – не предусмотрено
др. виды самостоятельной работы –42 часа
Вид промежуточной аттестации:
Зачет – 6 семестр
Экзамен – не предусмотрено
Общая трудоемкость 72, 2 (часа, зач. ед.)
Тюмень
ТюмГНГУ
2014
Рабочая программа разработана в соответствии требованиями Федерального
государственного образовательного стандарта высшего образования по направлению
подготовки 05.03.01. - Геология (уровень бакалавриата), утвержденного Приказом
Министерства образования и науки Российской Федерации от 07 августа 2014 г. № 954.
Рабочая программа рассмотрена на заседании кафедры «Криологии Земли»
Протокол № 1 от «28» августа 2014 г.
Заведующий кафедрой _____________________ В.П.Мельников
СОГЛАСОВАНО:
Заведующий
выпускающей кафедрой ____________________ В.П.Мельников
«28» августа 2014 г.
Рабочую программу разработал:
Доцент ____________________ Ю.Б.Трофимова
1. Цели и задачи дисциплины.
Дисциплина Биологические системы криосферы предназначена для
четвертого курса специальности Гидрогеология и инженерная геология
направлена на изучение биологических систем в районах распространения
вечной мерзлоты. Предмет основан на знаниях полученных ранее в курсах
общей биологии и экологии, а также смежных дисциплин. В курсе лекций
рассматриваются механизмы воздействия экстремальных факторов среды
Севера и возможные пути адаптации к ним живых организмов.
Задачи дисциплины:
Сформировать у студентов понятие:
- о криосфере как экстремальной среде обитания живых организмов,
механизмах воздействия отрицательных температур на живые объекты и их
адаптации.
- о процессах влияния наземного растительного покрова на промерзание и
протаивание грунтов.
- о специфике структуры и видового состава специфических биологических
систем в условиях криосферы.
2. Место дисциплины в структуре ООП:
Дисциплина Биологические системы криосферы относится к вариативной
части математического и естественного цикла. Она обеспечивает взаимосвязь
всех изучаемых естественнонаучных дисциплин. Изучение Биологических
систем криосферы направлено на формирование у студентов понятия о
криосфере как среде обитания биологических систем.
3. Требования к результатам освоения дисциплины:
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих
компетенций: ПК-1, ПК-2, ПК-4, ПК-6,
В результате изучения дисциплины студент должен:
Знать: закономерности взаимодействия живого организма и окружающей
среды, влияние экстремальных условий Севера и механизмы адаптации к
ним организмов, криосфера как среда обитания организмов, особенности
влияния растительного покрова на процессы промерзания и протаивания
грунтов, растительные системы как индикаторы условий среды.
Уметь: работать с гербарным материалом и определителями; составлять
геоботанические описания и давать названия растительным ассоциациям;
самостоятельно работать со специальной литературой и другими
источниками информации.
Владеть: навыками составления и работы с гербарием, описания
растительности, умением дать название растительной ассоциации.
4. Объем дисциплины и виды учебной работы
Вид учебной работы
Аудиторные занятия (всего)
Всего
часов /
1
зачетных
единиц
34/0,9
Семестры
34/0,9
+
38/1,1
+
2
3
4
+
В том числе:
Лекции
Практические занятия (ПЗ)
Семинары (С)
Лабораторные работы (ЛР)
Самостоятельная работа (всего)
В том числе:
-
-
-
-
-
Курсовой проект (работа)
Расчетно-графические работы
Реферат (при наличии)
Другие виды самостоятельной работы
Вид промежуточной аттестации (зачет,
экзамен
+
экзамен)
Общая трудоемкость
72
часы
2,0
зачетные
единицы
Примечание: В соответствии с Типовым положением о вузе к видам учебной
работы отнесены: лекции, консультации, семинары, практические занятия,
лабораторные работы, контрольные работы, коллоквиумы, самостоятельные
работы,
научно-исследовательская
работа,
практики,
курсовое
проектирование (курсовая работа). Высшее учебное заведение может
устанавливать другие виды учебных занятий.
Другие виды самостоятельной работы могут включать написание эссе,
аннотаций, докладов и т.п., а также подготовки к экзаменам и зачетам.
5. Содержание дисциплины
5.1. Содержание разделов и тем дисциплины
№
Наименование темы, краткое содержание
Кол-во часов,
о/з/з.с.
1.
Введение. Живое в условиях криосферы. Влияние
комплекса абиотических факторов в условиях Севера.
Закономерности взаимодействия организма со средой
2/0/0
2.
Температура, как основной лимитирующий фактор.
Температурные диапазоны существования организмов.
Влияние низких температур на живые организмы.
Иссушающее влияние холода. Повреждение клеточных
структур образующимися кристаллами льда
4/0/0
3.
Механизмы устойчивости биологических объектов к
воздействию низких температур. Устойчивость
животных к жизни при низких температурах.
Температурные адаптации
(морфологические и
физиологические). Скорость метаболизма. Влияние
температуры на развитие. Пассивная устойчивость.
Пойкилотермные организмы. Гомойтермные организмы.
Механизмы терморегуляции.
2/0/0
4.
Устойчивость растений к воздействию низких
температур. Повреждающее воздействие холода на
растения. Пассивная устойчивость. Морфологические,
анатомические и физиологические адаптации. Границы
распространения сельскохозяйственных растений. Зоны
рискованного
земледелия.
Морозоустойчивость.
Зимостойкость. Заморозкоустойчивость. Закаливание
озимых
культур.
Селекция
с.х.
культур
на
зимостойкость.
2/0/0
5
Растения
индикаторы
окружающей
среды.
Использование
видового
состава
растений
в
мониторинге окружающей среды. Растения индикаторы
многолетнемерзлых
грунтов,
уровня
залегания
подземных вод, кислотности почвы, плодородия и т.д.
2/0/0
Индикаторы установления фенологических времен года.
5.1. Вечная
мерзлота
как
среда
обитания
микроорганизмов. Группы микроорганизмов по
отношению к температуре. Группы организмов
способных существовать в условиях вечной мерзлоты.
Механизмы устойчивости микроорганизмов к низким
температурам. Приоритетные направления исследования
мерзлотных реликтовых микроорганизмов и их
практическое применение.
6.2. Гляциосфера, как среда обитания живых организмов.
Условия существования организмов в снегу и льдах.
Явление «красного снега». Живые организмы в снежном
покрове, ледниках, наледях, морском льду. Пути
попадания организмов в ледовую среду обитания и их
адаптация. Природные льды как экосистема.
7.3. Влияние растительного покрова на тепловой режим
почв. Влияние растительности на промерзание и
протаивание грунтов. Отражение и пропускание
солнечной
энергии
растительностью.
Влияние
растительности на скорость ветра и турбулентный обмен
тепла между почвой и атмосферой, на динамику
снежного покрова, испарение влаги с поверхности
почвы, задержку и сток осадков, на влажность
приземного слоя воздуха.
8.4. Основы фитоценологии растений. Геоботанические
описания растительных сообществ. Понятие фитоценоз.
Строение фитоценоза (флористический состав, общая
численность и масса растительного населения (методы
оценки обилия), состояние особей каждого вида
(возрастные
спектры,
жизненность),
структура
(вертикальное
и
горизонтальное
сложение).
Классификация растительного покрова. Наименование
растительных ассоциаций. Сбор гербарного материала.
Морфологический анализ растений. Принцип работы с
определителями растений.
9. Тундровая зона. Геоклиматическая характеристика.
Факторы определяющие внешний вид растительности.
Виды растений доминантов. Южная субарктическая
тундра. Подзона типичной мохово-лишайниковой
тундры. Подзона арктических тундр
2/0/0
10. Лесотундра. Таежная зона. Геоклиматическая
4/0/0
4/0/0
2/0/0
4/0/0
4/0/0
характеристика. Растения доминанты.
Содержание указывается в дидактических единицах. После каждой темы
рекомендуется указывать формируемые в этой теме компетенции.
5.2 Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с
обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами
№ Наименование
п/п обеспе-чиваемых
(последую-щих)
дисциплин
1.
Экологическая
геология
№ № разделов и тем данной дисциплины,
необходимых для изучения обеспечиваемых
(последующих) дисциплин
(вписываются разработчиком)
7
8
9
5.3. Разделы (модули) и темы дисциплин и виды занятий
№
п/п
Наименование раздела
дисциплины
Лек
ц.
Прак Лаб Семи
т.
.
н.
зан.
1.
Гляциосфера, как среда
СР
С
зан.
+
обитания живых организмов
2.
Основы фитоценологии
растений
+
Все
-го
6. Перечень семинарских, практических занятий или лабораторных
работ
№
п/п
№ раздела
(модуля) и
темы
дисциплин
ы
1
2
Наименование семинаров,
Трудо- Оцено Форми
практических и лабораторных емкост ч-ные
работ
ь
средст руемы
(часы)
-ва
е
компетенции
3
4
5
6
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7. Примерная тематика курсовых проектов (работ) (при наличии)
Не предусмотрено учебным планом
8. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины:
а) федеральные законы и нормативные документы (при наличии)
б) основная литература
1. Одум Ю. Экология: В 2-х т. Пер. с англ. - М.: Мир, 1986.- 376 с.
2. И.А.Шилов. Экология. М., Высшая школа, 1998.
3. Воронков Н.А. Основы общей экологии: Учеб. пособие для студентов
вузов и учителей. - М.: Агар, 1997. - 87 с.
4. Маглыш С.С. Общая экология. Уч. пособие / С.С. Маглыш, М12
Гродно, ГрГУ – 2001. 111 с.
5. Петров К.М. Биогеография: учебник для вузов. – М.: Академический
Проект, 2006. – 400 с. – («Gaudeamus»).
6. Хименков А.Н., Брушков А.В. Структурная криология. М.: 2005.
в) дополнительная литература
7. Абаимов В.Ф. Дендрология: учеб. Пособие для студ. высш. учеб.
заведений/ В.Ф. Абаимов. – 3-е изд., М.: издательский центр «Академия»,
2009. – 368.
8. Меженский В.И. Растения-индикаторы / В.Н. Меженский. — М.: «ООО
Издательство ACT»; Донецк: «Сталкер», 2004. — 76, [4] с.
г) программное обеспечение
___________________________________________________
д) базы данных, информационно-справочные и поисковые системы
- студенты в процессе самостоятельной работы набирают на компьютере
тексты рефератов, могут оформлять в компьютерном варианте домашние
задания;
- в качестве справочного материала используются локальные сети, Internet;
- студентам может выдаваться дополнительная учебная информация на
электронных носителях
9. Материально-техническое обеспечение дисциплины:
10. Образовательные технологии:
Мультимедийные лекции, электронное тестирование, электронные лекции и
учебно-методические указания.
11. Оценочные средства (ОС):
11.1. Оценочные средства для входного контроля (могут быть в виде тестов с
закрытыми или открытыми вопросами).
Вопросы по курсу «Биологические системы криосферы»
1. Понятие о среде. Факторы среды и их классификация.
2. Закономерности взаимодействия организма и среды. Правило
оптимума.
3. Правило экологической индивидуальности видов.
4. Комплексное воздействие факторов на организм.
5. Что такое адаптация. Типы адаптации.
6. Правило предварения.
7. Закон минимума.
8. Закон ограничивающих факторов.
9. Закон толерантности.
10.Температурные пределы распространения живых организмов. Правило
Вант-Гоффа.
11.Оптимум и пессимум. Сумма эффективных температур.
12.Адаптации растений к тепловому режиму.
13.Адаптации растений к высоким температурам.
14.Холодостойкость, морозостойкость, льдоустойчивость растений.
15.Реакции животных на тепловой режим.
16.Гомойтермность и пойкилотермность. Химическая и физическая
терморегуляция у животных.
17.Правило Бергмана и правило Алена (приведите примеры).
18.Правило Глогера (приведите примеры).
19.Спячка. Значение ее для животного. Типы спячки.
20.Физиологические изменения во время спячки. Периодические
пробуждения во время спячки.
21.Значение снежного покрова в жизни животных.
22.Приспособление животных к жизни в условиях глубокого снежного
покрова.
23.Живые организмы ледников и снежного покрова. Лед как среда жизни
живых организмов.
24.Живые организмы наледей и морских льдов. Адаптация к окружающей
среде обитания.
25.Фитоценоз. Признаки, характеризующие фитоценоз.
26.Количественное соотношение видов в фитоценозе и методы их
изучения.
27.Возрастной спектр фитоценоза. Возрастные состояния растений.
28.Классификация растительного покрова. Название растительной
ассоциации.
29.Геоботанические описания.
30.Характеристика тундровой зоны.
31.Подзона арктических тундр.
32.Подзона типичной мохово-лишайниковой тундры.
33.Южная субарктическая тундра.
34.Характеристика лесотундры.
35.Характеристика таежной зоны.
36.Подзона западносибирской тайги.
37.Подзона восточносибирской тайги.
38.Криолитозона как среда распространения микроорганизмов.
39.Группы микроорганизмов по отношению к температуре. Особенности
психрофильных микроорганизмов.
40.Современные
направления
исследования
реликтовых
микроорганизмов.