close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Учение о биосфере - Сыктывкарский Государственный

код для вставкиСкачать
Министерство по образованию и науке Российской федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего
профессионального образования
«Сыктывкарский государственный университет»
Институт естественных наук
Кафедра биологии
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС
Дисциплина «Учение о биосфере»
Блок дисциплин М3.Б.4 – Профессиональный цикл
Направление подготовки 020400.68 «Биология»
Профиль «Общая биология»
Квалификация выпускника - Магистр
Форма обучения - очная
Сыктывкар 2011
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
Высшего профессионального образования
«Сыктывкарский государственный университет»
Институт естественных наук
Кафедра биологии
УТВЕРЖДЕНО:
На
заседании
методической
института
учебнокомиссии
«_____»__________2011 г.
Протокол № _______
Председатель УМК
_____________________
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
Дисциплины «Учение о биосфере»
Блок дисциплин М3.Б.4 – Профессиональный цикл
Направление подготовки 020400.68 «Биология»
Профиль «Общая биология»
Квалификация выпускника - Магистр
Форма обучения - очная
Семестр
А
Всего учебных занятий
80 час
В том числе:
Аудиторных
38 часов, из них
Лекций
12 часов
Практических занятий
26 часов
Самостоятельных
30 часов
В интерактивной форме
Сыктывкар
2011
12 часов
КСР
4
Форма промежуточного контроля
зачет А семестр
1. Цель изучения дисциплины.
Целью освоения дисциплины «Учение о биосфере» является изучение особенности
строения, функционирования и взаимосвязей элементов важнейшей для существования
человека оболочке планеты – биосфере; формирование у студентов естественно научного мировоззрения, целостной картины функционирования биосферы и
протекающих в ней процессов.
2. Задачи освоения дисциплины.
 актуализация и углубление знаний о структуре биосферы и общебиосферных
процессах;
 выработка умений и навыков выявления взаимосвязей и оценки состояния
биосферы при решении учебных и профессиональных задач;
 формирование целостного восприятия биосферы как основы среды обитания
человека и ведения хозяйственной деятельности.
3. Место дисциплины в ООП.
Дисциплина «Учение о биосфере» входит в цикл М3.Б.3 - Профессиональный цикл.
Изучается на первом году обучения магистра во втором семестре. Всего на изучение
дисциплины отводится 72 часа, курс состоит из лекций (12 часов), практических работ (26
часов), самостоятельной работы магистрантов (30 часов). Часть аудиторных занятий
проводится в интерактивной форме (12 часов).
4. Требования к уровню усвоения содержания дисциплины.
Магистрант, приступающий к освоению дисциплины «Учение о биосфере» должен
обладать следующими общекультурными и профессиональными компетенциями
бакалавра:
 приобретает новые знания и формирует суждения по научным, социальным и
другим проблемам, используя современные образовательные и информационные
технологии (ОК-3);
 демонстрирует способности к письменной и устной коммуникации на родном
языке, навыки культурного, социального и делового общения (ОК-10);
 проявляет творческие качества (ОК-14);
 правильно ставит цели, проявляет настойчивость и выносливость в их достижении
(ОК-15);
 заботится о качестве выполняемой работы (ОК-16);
 умеет работать самостоятельно и в команде (ОК-18);
 демонстрирует базовые представления о разнообразии биологических объектов,
понимает значение биоразнообразия в устойчивости биосферы (ПК-1);
 понимает роль эволюционной теории в биологическом мировоззрении, имеет
современные представления об основах эволюционной теории, о микро- и
макроэволюции (ПК-7);
 демонстрирует и применяет базовые представления об основах общей, системной и
прикладной экологии, принципах оптимального природопользования и охраны
природы (ПК-9);
 умеет вести дискуссию… (элемент ПК-14);
5. Требования к результатам освоения дисциплины.
По результатам освоения дисциплины магистрант должен:
 Знать: этапы развития представлений о биосфере, основные постулаты Учения В.И.
Вернадского о биосфере, особенность Земли как сложной системы; геохимическую
роль живого вещества как биотической компоненты биосферы, глобальный
масштаб биогеохимических процессов в биосферных циклах важнейших
химических элементов; биогенная миграцию химических элементов в ландшафтах;
особенности влияния химических загрязнений различной природы на отдельные
организмы и на общество в целом; закономерности организованности биосферы,
основы термодинамики и биологической продуктивности биосферы, процессы
воспроизводства пищевых ресурсов человечества, этапы становления ноосферы.
 Уметь: определять тип вещества по классификации В.И.Вернадского, строить
биогеохимические циклы важнейших элементов и определять параметры оборота
вещества, рассчитывать продуктивность естественных и антропогенных систем
биосферы.
 Владеть: навыками определения активности элемента в системе, определения
продуктивности биосферы, моделирования процессов биосферы.
По завершении курса магистрант также должен демонстрировать следующие
общекультурные и профессиональные компетенции:
 понимает пути развития, перспективы и пути сохранения цивилизации, связь
геополитических и биосферных процессов, проявляет активную жизненную позицию,
используя профессиональные знания (ОК-4);
 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, принципы в избранной области
деятельности, способен к системному мышлению (ПК-2);
 демонстрирует знание истории и методологии биологических наук, расширяющие
профессиональную, фундаментальную подготовку (ПК-4);
 демонстрирует знания основ учения о биосфере, понимание современных
биосферных процессов, способность к их системной оценке, способность
прогнозировать реализацию социально значимых проектов (ПК-5);
 планирует и проводит мероприятия по оценке состояния и охране природной
среды в соответствии со специализацией (ПК-14).
На лекциях излагаются важнейшие положения учения о биосфере. На практических
(семинарских) занятиях магистранты обсуждают более подробно темы, рассмотренные на
лекциях и в ходе самостоятельной подготовки. Кроме того, магистрантам предлагается
более детально изучить отдельные выбранные ими темы, ознакомившись с
дополнительной литературой. Результаты своих изысканий магистранты оформляют
письменно в виде реферативной работы, которая оценивается преподавателем. На
семинарском занятии студенты озвучивают основные итоги своих литературных
исследований в форме доклада. В письменном виде реферат сдается на кафедру.
Допуск к экзамену осуществляется при 100% посещении всех аудиторных работ и
при наличие реферата.
6. Форма промежуточного контроля.
Зачёт семестр А.
Порядок проведения экзамена
Экзамен проводится в устной форме по билетам, состоящим из двух вопросов. На
подготовку к ответу студенту выделяется не более 30 минут. Знания, навыки и умения
студента
определяются
следующими
оценками:
«отлично»,
«хорошо»,
«удовлетворительно», «неудовлетворительно». При выставлении оценки учитываются
результаты мероприятий текущего контроля.
Оценка «отлично» ставится в том случае, когда студент глубоко и прочно усвоил
весь программный материал, исчерпывающе, последовательно, грамотно и логически
стройно его излагает, не затрудняется с ответом при видоизменении задания, свободно
справляется с задачами и практическими заданиями, правильно обосновывает принятые
решения, умеет самостоятельно обобщать и излагать материал, не допуская ошибок.
Оценка «хорошо» ставится, если студент твердо знает программный материал,
грамотно и по существу излагает его, не допускает существенных неточностей в ответе на
вопрос, может правильно применять теоретические положения и владеет необходимыми
умениями и навыками при выполнении практических заданий.
Оценка «удовлетворительно» ставится, если студент освоил только основной
материал, но не знает отдельных деталей, допускает неточности, недостаточно
правильные формулировки, нарушает последовательность в изложении программного
материала и испытывает затруднения в выполнении практических заданий.
Оценка «неудовлетворительно» ставится, если студент не знает отдельных
разделов программного материала, допускает существенные ошибки, с большими
затруднениями выполняет практические задания, задачи.
7. Содержание дисциплины.
7.1. Тематический план изложения дисциплины.
Общая трудоёмкость дисциплины составляет 72 часа (ЗЕТ – 2).
№
П/П
1
1
Название разделов
и тем
2
Раздел 1.
Основные
концепции и
методы
биосферных
исследований
Тема 1. Развитие
взглядов на
концепцию
биосферы.
Тема 2. Биосфера
как объект
исследований
2
Максим
альная
нагрузка
студенто
в
3
Форма
контро
ля
Количество часов по учебному плану
Всего
Аудиторные
Самостоят
ельная
лекции
семинар
работа
ы
5
семина
р
реферат
3
2
семина
р
2
5
4
5
6
1
7
8
2
2
1
1
1
семина
р
1
1
1
семина
р
2
2
2
Раздел 2.
Структура
современной
биосферы
Тема 3. Биосфера
- оболочка Земли.
Тема 4.
Глобальная
климатическая
модель голоцена.
1
Тема 5.
Неравномерность
распределения
живого вещества в
биосфере.
3
1
1
зачёт
1
4
семина
р
2
5
семина
р,
реферат
3
1
2
2
2
2
2
2
2
1
Раздел 4. Живое
вещество в
биосфере
Тема 8. Жизнь как
процесс
трансформации
вещества и
энергии.
Тема 9.
Биосферные
процессы в
экосистемах.
5
семина
р
Раздел 3.
Биогеохимия и
учение о биосфере
Тема 6. Вещество
биосферы.
Тема 7.
Проблематика и
объекты
биогеохимии.
4
3
Раздел 5. Этапы
эволюции Земли
Тема 10. Ранние
этапы эволюции
Земли и теории
происхождения
жизни
Тема 11.
Возникновение и
ранние этапы
эволюции
биосферы.
Тема 12. Появление
фотоавтотрофных
экосистем.
Оксифильные
экосистемы
протерозоя
Тема 13.
Фанерозойский
рубеж биосферной
эволюции.
Тема 14. Развитие
жизни в палеозое.
Тема 15.
Мезозойский этап
эволюции
биосферы.
Тема 16. Эволюция
4
1
2
3
семина
р
2
1
1
1
3
семина
р
2
1
1
1
3
семина
р
2
1
1
1
1
семина
р
2
1
1
1
2
1
1
1
2
1
1
1
1
1
семина
р
семина
р
биосферы в
кайнозое.
6
1
семина
р
2
1
1
1
3
1
2
3
2
2
Раздел 6. Ноосфера
Тема 17.
Концепции
ноосферы.
Тема 18.
Глобальные
экологические
проблемы.
Тема 19. Будущее
биосферы.
Итого
6
4
7
72
семина
р,
реферат
семина
р,
реферат
семина
р,
реферат
зачёт,
пять
реферат
ов
2
3
1
2
4
38
12
26
30
7.2. Содержание разделов, тем.
Раздел 1. Основные концепции и методы биосферных исследований
Тема 1. Развитие взглядов на концепцию биосферы.
Содержание темы: Предпосылки и истоки учения В.И.Вернадского о биосфере и
ноосфере. Ж-Б. Ламарк и Бюффон. Понятие Природы. Попытки целостного подхода к
Жизни. А. Гумбольд и Г. Марш. Ф. Зюсс и термин "биосфера". Ю.Либих и агрохимия.
Открытие почвы как естественноисторического природного тела. В.В. Докучаев и В.И.
Вернадский. Д.И. Менделеев, А.Е. Бекетов и традиции русского космизма в становлении
учения о биосфере. Биосфера в современном понимании и ее место среди других оболочек
Земли.
Семинар № 1. Развитие взглядов на концепцию биосферы.
Тема 2. Биосфера как объект исследований.
Содержание темы: Специфика биосферы как объекта исследований. Методы
исследований биосферы. Событийный подход в исследованиях развития биосферы.
Геоцентризм, космоцентризм и синтетизм в биосферных исследованиях. Ключевые
проблемы в изучении эволюции биосферы. Исторический подход в биологии и смежных
науках; стратиграфия и тафономия, принципы и методы палеоэкологических
реконструкций.
Раздел 2. Структура современной биосферы.
Тема 3. Биосфера - оболочка Земли.
Содержание темы: Биосфера - оболочка Земли. Диссимметричность биосферы.
Границы биосферы. Структура литосферы. Литосферные процессы и их влияние на
биосферу. Дегазация недр, генерация магнитного поля, спрединг, субдукция и дрейф
материков, формирование рельефа как факторы формирования биосферы. Гидросфера, ее
границы, физические свойства; химические особенности воды, циркуляция вод при
разных климатических условиях и их влияние на свойства биосферы. Энергия в
гидросфере, фотическая зона. Атмосфера, её структура и циркуляция.
Семинар № 2. Биосфера как объект исследований. Биосфера - оболочка Земли.
Тема 4. Глобальная климатическая модель голоцена.
Содержание темы: Глобальная климатическая модель голоцена. Радиационный
баланс Земли, парниковые газы, парниковый эффект и роль биосферы в его
формировании. "Теплая" и "холодная" климатические модели, их приуроченность к
геологическим эпохам и влияние на биосферу.
Семинар № 3. Глобальная климатическая модель голоцена.
Тема 5. Неравномерность распределения живого вещества в биосфере.
Содержание темы: Вертикальная и горизонтальная структуры биосферы. Экологобиосферный регион и экосистемы (биогеоценозы). Различные подходы к понятию и
структуре биосферы. Космос и биосфера. Источники вещества и энергии в биосфере.
Функции и свойства биосферы. Поля: устойчивости и существования жизни. Вес и объем
биосферы. Биомы в современной биосфере, их ландшафтно-географическая
обусловленность и основные структурные черты.
Раздел 3. Биогеохимия и учение о биосфере.
Тема 6. Вещество биосферы.
Содержание темы: Семь типов вещества. Биокосное вещество и биокосные
системы планеты: почва, природные воды, атмосфера. Границы между живым и неживым
веществом. Биогенное вещество и ископаемые продукты жизнедеятельности организмов.
Косное вещество и горные породы. Рассеянное вещество и компоненты радиоактивного
распада. Вещество космического происхождения. Живое и неживое - два полюса
космической материи. Окислительно-восстановительные функции и окислительновосстановительные барьеры биосферы. Органогенный парагенезис минералов.
Тема 7. Проблематика и объекты биогеохимии.
Содержание темы: Роль В.И. Вернадского в развитии биогеохимии. Классификации
химических элементов. Содержание химических элементов в биосфере и ее окружении.
Биогенные элементы, их источники, запасы и скорости оборота. Типы биогеохимических
циклов и их роль в функционировании биосферы. Биогеохимические барьеры, их типы и
особенности. Осадочный цикл, его основные черты. Циклы главных биогенных элементов
(водорода, углерода, серы, азота). Биогеохимические процессы и барьеры; типы
биогеохимических барьеров. Подходы к моделированию биогеохимических процессов.
Влияние цивилизации на биогеохимические циклы.
Семинар № 4. Проблематика и объекты биогеохимии.
Раздел 4. Живое вещество в биосфере.
Тема 8. Жизнь как процесс трансформации вещества и энергии.
Содержание темы: Жизнь как процесс трансформации вещества и энергии.
Концентрационная функция 1-го и 2-го рода. Классификация экосистем по источникам
энергии. Распределение живого вещества; таксономическая, энергетическая и
трофическая структуры биосферы. Биомасса и мортмасса в биосферных процессах.
Различия сухопутной и морской частей биосферы. Потоки вещества и энергии в
современной биосфере. Продукция и потребление в море и на суше.
Семинар № 5. Неравномерность распределения живого вещества в биосфере. Жизнь
как процесс трансформации вещества и энергии.
Тема 9. Биосферные процессы в экосистемах.
Содержание темы: Экологические ниши, "лицензии" и адаптивные зоны.
Особенности конкуренции в различных ландшафтных зонах. Структура экосистем. Роль
почвы в биосферных процессах. Взаимодействие эукариотных и прокариотных
организмов в экосистемах. Сложные прокариотные экосистемы (строматолиты,
цианобактериальные маты).
Семинар № 6. Биосферные процессы в экосистемах.
Раздел 5. Этапы эволюции Земли
Тема 10. Ранние этапы эволюции Земли и теории происхождения жизни.
Содержание темы: Гипотезы происхождения Земли. Возраст Земли, способы его
установления. Исходные физико-химические условия на поверхности планеты и ранние
этапы ее химической эволюции. Возникновение океана. Эволюция состава атмосферы на
ранних этапах развития Земли. Проблема соотношения возраста Земли и древности
жизни. Следы органических веществ во Вселенной и концепция пангенезиса. Концепции
самозарождения жизни. Экспериментальные свидетельства самоорганизации сложных
химических систем. Коацерваты и микросферы. Роль абиотических факторов в эволюции
протобиологических систем. Проблемы биохимической эволюции и возникновения
жизни. Возможные пути и движущие силы ранних этапов биохимической эволюции.
Первые живые организмы.
Тема. 11. Возникновение и ранние этапы эволюции биосферы.
Содержание темы: Становление первичных экосистем. Первичный бульон и
эобионты. Характер взаимодействия организмов на ранних этапах эволюции жизни.
Эволюция ферментных систем и отбор. Гетеротрофный этап эволюции биосферы.
Структура и функции гетеротрофных экосистем. Аналоги гетеротрофных экосистем
прошлого в современной биосфере. Возможные компоненты архейских экосистем.
Изменение окружающей среды протобионтами и первый глобальный экологический
кризис. Возникновение хемосинтеза. Автотрофный этап эволюции биосферы.
Особенности хемоавтотрофных организмов, сравнение с фотоавтотрофами. Автотрофные
экосистемы: принципы организации и следы их существования в прошлом. Современные
представители хемоавтотрофных экосистем.
Семинар № 7. Ранние этапы эволюции Земли и теории происхождения жизни
Тема. 12. Появление фотоавтотрофных экосистем. Оксифильные экосистемы
протерозоя
Содержание темы: Переход от хемосинтеза к фотосинтезу и его возможные
причины. Разнообразие фотоавтотрофии у современных организмов. Фотоавтотрофные
экосистемы: структура и функционирование. Изменение окислительного потенциала
биосферы при массовом распространении фотоавтотрофии; возникновение кислородной
атмосферы и ее последствия для эволюции жизни. Второй глобальный экологический
кризис. Ископаемые остатки фотоавтотрофов. Строматолиты, их среда обитания и роль в
эволюции биосферы. Онколиты. Адаптации организмов к жизни в кислородной
атмосфере. Возникновение дыхания и его значение для эволюции биосферы. Появление
эукариотических организмов и их значение для эволюции экосистем. Основные события
в эволюции протерозойской биосферы. Акритархи, их место в экосистемах протерозоя и
значение для биосферы. Эволюция протерозойских экосистем и рост биоразнообразия по
данным палеонтологии. Биогенные месторождения полезных ископаемых и условия их
возникновения.
Тема 13. Фанерозойский рубеж биосферной эволюции.
Содержание темы: Криптозой и фанерозой. Изменения морской биоты в конце
протерозоя. Биоценозы венда. Эдиакарске фауны и эволюция многоклеточности.
Концепция метастабильного климатического равновесия; криоэры и термоэры.
Оледенения позднего докембрия и их возможное влияние на эволюцию биосферы.
Появление скелетных фаун и нижнекембрийская биосферная революция. Роль пеллетного
транспорта и роющих бентофагов в преобразовании морских экосистем. Когерентные и
некогерентные фазы биосферной эволюции. Взрывной характер эволюции таксонов и
морфофункциональный дисбаланс про- и некогерентной эволюции, их возможные
причины и проявления.
Семинар № 8. Протерозой, фанерозой.
Тема 14. Развитие жизни в палеозое.
Содержание темы: Биоценозы и палеобиогеография раннего палеозоя. Трофические
цепи в раннепалеозойских океанах, основные группы продуцентов и консументов.
Возрастание сложности кембрийских экосистем и локальные вымирания. Эволюция
органического мира в ордовике и силуре. Свидетельства существования жизни на суше в
раннем палеозое. Смена крио- и термоэр в палеозое; влияние оледенений и потеплений на
развитие палеозойской биоты. Эволюция морской биоты в позднем палеозое. Появление
сосудистых растений и их выход на сушу. Экосистемы девона. Появление лесов. Первые
наземные животные. Концепция фитоспрединга и "тропическая помпа". Биосфера Земли
в карбоновом периоде. Становление основных групп животных и растений на суше, их
коэволюция. Последствия глобального угленакопления и оледенения. Развитие
зональности на суше. Биоценозы перми, возникновение пангеи, становление мезофита.
Позднепермский экологический кризис и глобальное вымирание.
Тема 15. Мезозойский этап эволюции биосферы.
Содержание темы: Преодоление позднепермского экологического кризиса и
биоценозы триаса. Последствия глобального вымирания в океане и смены
флористических комплексов суши. Появление глубоких океанов и смена океанической
циркуляции. Особенности атмосферной циркуляции мезозоя и их влияние на
формирование природных зон. Животный и растительный мир юрского периода.
Возникновение энтомофилии у растений. Кайнофит и экологические перестройки в
мезозое. Меловой экологический кризис и вымирание в конце мелового периода.
Тема 16. Эволюция биосферы в кайнозое.
Содержание темы: Последствия мелового экологического кризиса. Развитие и
смена фаунистических и флористических комплексов на суше и в континентальных
водоемах палеогена. Похолодание и аридизация неогена и их влияние на развитие
биосферы. Плейстоценовый этап биосферной эволюции. Оледенение и его воздействие на
экосистемы суши. Возникновение человека и его влияние на биосферу. Воздействие
ранних форм хозяйственной деятельности на биоценозы.
Семинар № 9-10. палеозой, мезозой, кайнозой.
Раздел 6. Ноосфера.
Тема 17. Концепции ноосферы.
Содержание темы: Концепции ноосферы Э.Леруа, Пьера Тейяра Де Шардена и
В.И.Вернадского. Черты сходства и различия. Материальность процесса перехода
биосферы в ноосферу. Историческая неизбежность трансформации биосферы в
ноосферу.Понятие о складывающейся биосферно-ноосферной целостности. Управляющий
природно-народнохозяйственный (ноосферный) комплекс и его составляющие.
Природная среда (биосфера). Хозяйственная (технологическая) сфера. Социальнокультурная сфера. Структурная модель ноосферного комплекса. Роль информационной
составляющей. Ноосферные знания и базы данных. Биосферно-ноосферное учение
В.И.Вернадского - научный фундамент глобальной и социальной экологии.
Семинар № 11. Концепции ноосферы.
Тема 18. Глобальные экологические проблемы.
Содержание темы: Глобальные экологические проблемы как результат нарушения
сложившейся организованности биосферы. Коэволюционный характер развития общества
и природы на современном этапе развития биосферы. Повсеместный переход от промысла
к хозяйствованию, максимальная утилизация солнечной энергии и первичной продукции.
Вопросы экологического прогнозирования. Экологическая оценка природной среды и
возможных антропогенных последствий в целях оптимизации биосферы. Влияние
деятельности человека на глобальные процессы и климат биосферы. Экспоненциальный
рост населения Земли и его пределы, зависимые от ограниченности ресурсов биосферы.
Семинар № 12. Глобальные экологические проблемы.
Тема 19. Будущее биосферы.
Содержание темы: Прогнозы и сценарии развития мирового хозяйства и населения
на ближайшие 100-200 лет. Концепция устойчивого развития. Концепция перехода России
к устойчивому развитию и механизм его достижения. Разработка системы экологического
управления. Биосфера как фундамент жизни, а не только как поставщик ресурсов.
Семинар № 13. Будущее биосферы.
Документ
Категория
Охрана природы, Экология, Природопользование
Просмотров
91
Размер файла
41 Кб
Теги
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа