Российской Федерации Сибирский федеральный университет экологическая биофизика водных экосистем
Скачать 252.22 Kb.
|
   Министерство образования и науки Российской ФедерацииСибирский федеральный университет ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БИОФИЗИКА ВОДНЫХ ЭКОСИСТЕМ: Учебно-методические указания для самостоятельной работы Красноярск 2013 СФУ УДК 574.5(07) ББК 28.072,1я73 Э400 Экологическая биофизика водных экосистем: учебно-методические указания для самостоятельной работы / сост. М.И. Гладышев – Красноярск: Сибирский федеральный университет, 2013 – 21 с. Настоящее издание является частью учебно-методического комплекса по дисциплине «Экологическая биофизика водных систем», включающее рабочую программу, конспект лекций, практикум, учебно-методические указания для самостоятельной работы. Учебно-методические указания для самостоятельной работы по курсу «Экологическая биофизика водных экосистем» рассматривают темы семинарских занятий, вопросы, вынесенные для самостоятельной подготовки студентов, литературные источники для написания реферата. В конце предлагаются контрольные вопросы для зачета. Учебно-методический комплекс «Экологическая биофизика водных систем» предназначен для магистров направления 020400.68 «Биология» магистерской программы «Гидробиология и ихтиология» - 020400.68.04. УДК 574.5(07) ББК 28.072,1я73 © Сибирский федеральный университет, 2013 СОДЕРЖАНИЕ
СТРУКТУРА КУРСА И САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ В курсе «Экологическая биофизика водных экосистем» изучаются теоретические и методические основы экологической биофизики, рассматривающей физические процессы и явления, возникающие в результате функционирования живых надорганизменных систем, то есть даются основы мультидисциплинарного взаимодействия в области экологии. Данный курс знакомит студентов с теорией и практикой непосредственного применения комплексных (биологических, физико-математических и др.) методов при исследовании природных экосистем. Дисциплина предназначена для подготовки магистров по авторской программе 020400.68.04 «Гидробиология и ихтиология» по направлению 020400.68 – Биология (магистр), укрупненной группы 020000 – Естественные науки, включена в профессиональный цикл (вариативная часть) учебного плана в системе подготовки по данному профилю в соответствии с Федеральным государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования. Целью преподавания данной дисциплины является формирование у студентов базовых представлений об экологии как науке, об окружающей среде на основе использования новых физико-математических методов в экологии. Задачи изучения дисциплины: - дать студентам представления о структуре и функции природных экосистем как основе рациональной эксплуатации и охраны окружающей среды; - научить владению и использованию методов мониторинга экосистем на основании зондирования биофизических полей биолюминесценции и флуоресценции; - привить навыки владения методами математического и физического моделирования; - познакомить с ролью живых организмов в гидрофизических процессах экосистемного масштаба. В результате изучения данной дисциплины магистр приобретает следующие практические навыки, умения, общекультурные (ОК), профессиональные (ПК) и специальные (СК) компетенции: ОК-2: способен к инновационной деятельности; ОК-4: понимает пути развития и перспективы сохранения цивилизации, связь геополитических и биосферных процессов, проявляет активную жизненную позицию, используя профессиональные знания; ОК-6: 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. ПК-1: понимает современные проблемы биологии и использует фундаментальные биологические представления в сфере профессиональной деятельности для постановки и решения новых задач. ПК-2: знает и использует основные теории, концепции и принципы в избранной области деятельности, способен к системному мышлению. ПК-3: самостоятельно анализирует имеющуюся информацию, выявляет фундаментальные 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-6: творчески применяет современные компьютерные технологии при сборе, хранении, обработке, анализе и передаче биологической информации. ПК-9: профессионально оформляет, представляет и докладывает результаты научно-исследовательских и производственно-технологических работ по утвержденным формам. В результате изучения дисциплины, в том числе и самостоятельного, студент должен: знать: структуру и функции природных экосистем как основу рациональной эксплуатации и охраны окружающей среды; роль живых организмов в гидрофизических процессах экосистемного масштаба; уметь использовать методы мониторинга экосистем на основании зондирования биофизических полей биолюминесценции и флуоресценции; владеть: методами математического и физического моделирования. Общая трудоемкость изучения дисциплины составляет 2 зачетных единиц (72 час) и включает аудиторные занятия (лекции и семинарские занятия( и самостоятельную работу (табл. 1) Таблица 1 – Трудоемкость изучения дисциплины «Экологическая биофизика водных экосистем»
Самостоятельное изучение теоретического материала осуществляется по 3 модулям. Самостоятельная работа студента по данной дисциплине (1,34 зачетных единиц или 48 часов) предусматривает самостоятельное изучение теоретического материала (1,0 зачетных единиц или 36 часов) и написание 1 реферата (0,34 зачетных единиц или 12 часов) по теме любого из трех модулей. МЕТОДИКА РЕАЛИЗАЦИИ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ ПО ИЗУЧЕНИЮ ТЕОРЕТИЧЕСКОГО КУРСА Успешность профессиональной подготовки магистров определяется их степенью подготовленности, большая доля которой базируется на самостоятельной работе. Система контроля за уровнем знаний магистров по дисциплине «Экологическая биофизика водных экосистем» представлена зачетом, ответами на тесты, рефератом, семинарами и конспектами. Предварительный контроль проводится путем вводного тестирования. Текущий контроль осуществляется в форме промежуточного тестирования по разделам, проверки конспектов, защиты реферата. Итоговый контроль проводится в форме зачета. Самостоятельная работа магистра по данной дисциплине (48 часов) предусматривает самостоятельное изучение теоретического материала (36 часов) и написание 1 реферата (12 часов) по теме любого раздела. Самостоятельное изучение теоретического материала осуществляется по разделам: Раздел 1. Зондирование биофизических полей. В помощь студентам предлагается следующая литература: Экологическая биофизика водных систем [Электронный ресурс]: электрон. учеб.-метод. комплекс дисциплины / Сиб. федерал. ун-т ; сост. Михаил Иванович Гладышев [и др.]. - Версия 1.0. - Электронные данные (PDF ; 4,06 Мб). - Красноярск: [б. и.], 2007ИПК СФУ. - on-line. - (Электронная библиотека СФУ. Учебно-методические комплексы дисциплин СФУ в авторской редакции; УМКД № 140-2007); Гладышев М.И. Основы экологической биофизики водных систем. - Новосибирск: Наука, 1999.- 112 с.; Гительзон И.И., Левин Л.А., Утюшев Р.Н. и др. Биолюминесценция в океане. - С.-Пб.: Гидрометеоиздат, 1992.- 284 с. Гольд В.М., Гаевский Н.А., Григорьев Ю.С., Гехман А.В., Попельницкий В.А. Теоретические основы и методы изучения флуоресценции хлорофилла. Красноярск: Красноярский государственный университет, 1984. - 84 с.; Левин Л.А., Заворуев В.В., Чепилов В.В. и др. Связанность пространственно-временных неоднородностей полей фитопланктона и гидрофизических параметров среды // Биофизика клеточных популяций и надорганизменных систем.- Новосибирск: Наука, 1992.- C.102-112. Сиренко Л.А., Сидько Ф.Я., Франк Н.А. и др. Информационное значение особенностей распределения хлорофилла фитопланктона // Гидробиол. журн.- 1986.- 22, № 2.- С.14-22. Раздел 2. Математическое и физическое моделирование. В помощь студентам предлагается следующая литература: Экологическая биофизика водных систем [Электронный ресурс]: электрон. учеб.-метод. комплекс дисциплины / Сиб. федерал. ун-т ; сост. Михаил Иванович Гладышев [и др.]. - Версия 1.0. - Электронные данные (PDF; 4,06 Мб). - Красноярск: [б. и.], 2007ИПК СФУ. - on-line. - (Электронная библиотека СФУ. Учебно-методические комплексы дисциплин СФУ в авторской редакции; УМКД № 140-2007). Абросов Н.С., Ковров Б.Г., Черепанов О.А. Экологические механизмы сосуществования и видовой регуляции. - Новосибирск: Наука, 1982.- 302 с. Алексеев В.В. Теоретические и экспериментальные исследования экологических систем // Итоги науки и техники. Серия Общая экология, биоценология, гидробиология. - ВИНИТИ.- 1980.- 5.- С.58-104. Бурдин К.С., Лямин М.Я. Использование лабораторных и полевых микроэкосистем при изучении водных биогеоценозов // Человек и биосфера.- М: МГУ, 1980.- № 4.- С.6-55. Гительзон И.И. Замкнутые экологические системы: методология создания и перспективы использования // Биофизика клеточных популяций и надорганизменных систем. - Новосибирск: Наука, 1992.- с. 56-62. Гладышев М.И. Основы экологической биофизики водных систем. - Новосибирск: Наука, 1999.- 112 с.; Гладышев М.И. Экспериментальные экосистемы и их применение для изучения биодеградации легкоокисляемых токсикантов в пелагиали (обзор) // Гидробиол. журн.- 1992.- 28, № 5.- С.68-77. Губанов В.Г., Дегерменджи А.Г., Баянова Ю.Н., и др. Прогнозное моделирование динамики экосистем и качества воды на основе кинетических характеристик // Сибирский экологический журн.- 1996.- 3, № 5.- С. 453-472. Дегерменджи А.Г., Печуркин Н.С., Шкидченко А.Н. Аутостабилизация факторов, контролирующих рост в биологических системах.- Новосибирск: Наука, 1979.- 139 с. Дегерменджи А.Г., Гладышев М.И. Природные воды, математические модели // Вестник РАН.- 1995.- 65, № 9.- С. 807-810. Дженкинс Г., Ваттс Д. Спектральный анализ и его приложения, т.1.- М.: Мир, 1971.- 316 с. Меншуткин В.В. Имитационное моделирование водных экологических систем. - С.-Пб.: Наука, 1993.- 158 с. Ваганов Е.А., Шашкин А.В., Высоцкая Л.Г. Эколого-статистический прогноз динамики вылова рыб по дендрохронологическим данным // Экология, 1986.- № 4.- С. 3-10. Раздел 3. Влияние гидробионтов на гидрофизические процессы экосистемного масштаба. В помощь студентам предлагается следующая литература: Экологическая биофизика водных систем [Электронный ресурс]: электрон. учеб.-метод. комплекс дисциплины / Сиб. федерал. ун-т; сост. Михаил Иванович Гладышев [и др.]. - Версия 1.0. - Электронные данные (PDF ; 4,06 Мб). - Красноярск: [б. и.], 2007ИПК СФУ. - on-line. - (Электронная библиотека СФУ. Учебно-методические комплексы дисциплин СФУ в авторской редакции; УМКД № 140-2007); Айзатуллин Т.А., Лебедев Ю.М., Хайлов К.М. Океан. Активные поверхности и жизнь. - Л.: Гидрометеоиздат, 1979.- 192 c. Гладышев М.И. Основы экологической биофизики водных систем. - Новосибирск: Наука, 1999.- 112 с.; Гладышев М.И. О типах водных экосистем и их интегральных кинетических характеристиках // Водные ресурсы. - 1997.- 24, № 5.- С. 526-531. Гительзон И.И. Жизнь и работа академика Ивана Александровича Терскова // Биофизика клеточных популяций и надорганизменных систем. - Новосибирск: Наука, 1992.- с. 3- 12. Дегерменджи А.Г., Печуркин Н.С., Шкидченко А.Н. Аутостабилизация факторов, контролирующих рост в биологических системах.- Новосибирск: Наука, 1979.- 139 с. Зайцев Ю.П. Морская нейстонология.- Киев: Наукова думка, 1970.- 264с. Лебедев В.Л. Граничные поверхности в океане. - М: МГУ, 1986.- 192 с. Gladyshev M.I. 2002. Biophysics of the surface microlayer of aquatic ecosystems. IWA Publishing: London.- 148 p. Итоговой формой контроля знаний магистров по дисциплине «Экологическая биофизика водных экосистем» является зачет. Для успешной подготовки и сдачи зачета предлагаются следующие контрольные вопросы. Контрольные вопросы 1. Предмет и задачи экологической биофизики. Разделы экологической биофизики. 2. Биолюминисценция в морях и океанах. 3. Определение численного значения кинетических характеристик в математических моделях водных экосистем 4. Флюоресценция хлорофилла. Интерпретация вертикального распределения сигнала флюоресценции во внутренних водоемах. 5. Интерпретация горизонтального распределения сигнала флюоресценции во внутренних водоемах. 6. Статистические и динамические модели. 7. Простейшая динамическая модель на примере хемостата. 8. Основные понятия в математическом моделировании: вектор состояния, параметры, константы, прогноз. 9. Формальная теория сосуществования и регуляции видового состава сообществ. Принцип Гаузе. 10. Коэффициенты приспособленности, векторы и матрицы приспособленности. Модель как инструмент выдвижения гипотез. 11. Принцип аутостабилизации. 12. Коэффициенты чувствительности и теорема об экологическом квантовании. 13. "Распадные" модели динамики загрязняющих веществ в водоеме. Коэффициенты самоочищения. 14. Уравнение роста Моно (Михаэлиса-Ментен). 15. Измерение фоновых концентраций для верификации динамических моделей. 16. Основания для выделения или агрегации компонент в математических моделях водных экосистем. 17. Ограничения классических методов сбора планктона и их преодоление путем зондирования биолюминесцентного поля. 18. Проблемы переноса экспериментально измеренных модельных кинетических характеристик на природную экосистему. 19. Классификация экспериментальных микроэкосистем по различным признакам. 20. Цели экспериментов с микроэкосистемами различных классов. 21. Проблема адекватности экспериментальной и природной экосистемы. "Эффект стенок". 22. Особенности изучения биодеградации легкоокисляемых поллютантов в экспериментальных микроэкосистемах. 23. Теплообмен между водоемом и атмосферой и его составляющие. Уравнение теплового баланса поверхности. 24. Газообмен между водоемом и атмосферой. Пленочная модель Уитмена. Скорость переноса кислорода. 25. Ограничения "распадных" моделей. Сходство и различия констант в "распадных" моделях и кинетических характеристик организмов. 26. Возможное влияние гидробионтов на изменение тепло- и масообмена между водоемом и атмосферой. 27. Пленки поверхностно-активных веществ на воде и их влияние на тепло- и газообмен между водоемом и атмосферой. 28. Интерпретация кривых вертикального распределения сигналов флюоресценции и биолюминесценции в терминах интегральных функциональных характеристик экосистемы. 29. Формализация понятия "качество воды" в динамических моделях. Выбор вектора состояния. 30. Физические особенности поверхностной пленки воды. Магистр в ходе изучения данного курса должен написать реферат по одной из тем и приготовить устный доклад. Реферат является одной из форм научного исследования, которое студент осуществляет в период обучения в вузе. Тема реферата выбирается из рекомендованного списка или по предложению студента с согласия преподавателя той дисциплины, по которой пишется реферат. Она формулируется конкретно и составляет задачу исследования. Реферирование может быть посвящено частной проблеме или содержать обобщение различных точек зрения по определенной теме. От обычного конспектирования научной литературы реферат отличается тем, что в нем излагаются (сопоставляются, оцениваются) различные точки зрения на анализируемую проблему и при этом составитель реферата определяет свое отношение к рассматриваемым научным позициям, взглядам или определениям, принадлежащим различным авторам. Исследовательский характер реферата представляет его основную научную ценность. Студентам предлагаются следующие темы рефератов, которые можно получить у преподавателя, готовый реферат сдается преподавателю и защищается студентом. На написание реферата отводится 12 часов. Темы рефератов |
Добавить документ в свой блог или на сайт
Похожие:
 | Российской Федерации Сибирский федеральный университет экологическая биофизика водных экосистем Э400 Экологическая биофизика водных экосистем: учебно-методические указания для семинарских занятий / сост. М. И. Гладышев – Красноярск:... | | Наименование дисциплины : Мониторинг водных экосистем (альгология)... Во исполнение Указа Президента Российской Федерации от 14 июня 2012 г. N 846 "Об увековечении памяти А. А. Вознесенского" Правительство... |
| Дипломного проекта/работы В соответствии с Уставом фгоу впо «Сибирский федеральный университет» и Положением об итоговой государственной аттестации выпускников... | | Российской Федерации Сибирский федеральный университет Г генная инженерия промышленно-важных продуцентов и целевых продуктов: Организационно-методические указания [Текст] / сост. И. Л.... |
| Основная образовательная программа высшего профессионального образования Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального... | | Российской Федерации Сибирский федеральный университет Гражданско-правовое... Учебно-методическое пособие предназначено для подготовки студентов, обучающихся в Юридическом институте Сибирского федерального университета... |
| Российской Федерации Сибирский федеральный университет Целью дисциплины является формирование представлений об общих закономерностях жизнедеятельности больного организма Общая и частная... | | Министерство природных ресурсов и экологии российской федерации федеральное... Настоящий Закон регулирует отношения по охране и использованию водных биологических ресурсов в Ивановской области в соответствии... |
| Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Водным кодексом Российской Федерации, постановлением Правительства Российской Федерации от 14 декабря 2006 г. N 769 "О порядке утверждения... |  | Влияние электромагнитного излучения на здоровье человека макласова... Министерства здравоохранения Российской Федерациии их реализация на период 2012-2017 г г |
| Пояснительная записка рабочая программа по истории Вологодского края... Федеральный закон Российской Федерации от 29. 12. 2012, №273-фз «Об образовании в Российской Федерации» | | Сибирский федеральный университет А. Н. Борисевич, Л. В. Границкий, Л. В. Кашкина, В. Б. Кашкин, Г. Г. Никифорова, Т. В. Рублева К. В. Симонов, А. И. Сухинин |
| Пояснительная записка Рабочая учебная программа по истории разработана... Федеральный закон Российской Федерации от 29. 12. 2012, №273-фз «Об образовании в Российской Федерации» | | Пояснительная записка Рабочая учебная программа по истории разработана... Федеральный закон Российской Федерации от 29. 12. 2012, №273-фз «Об образовании в Российской Федерации» |
| Пояснительная записка рабочая программа по литературе в 8 классе... Федеральный закон Российской Федерации от 29. 12. 2012, №273-фз «Об образовании в Российской Федерации» | | Пояснительная записка рабочая программа по литературе в 11 классе... Федеральный закон Российской Федерации от 29. 12. 2012, №273-фз «Об образовании в Российской Федерации» |
