Основы экологии

Направление подготовки
072300 – Музеология и охрана объектов культурного и природного наследия
профиль подготовки – бакалавриат
Аннотация рабочей учебной программы дисциплины
Б 2. Б.05 «Основы экологии»
1. Цель дисциплины: формирование представлений о биологии и экологии - науках о
живом, изучающей происхождение, рост, развитие, наследственность и изменчивость,
эволюцию организмов, взаимоотношения организмов между собой и со средой,
результаты деятельности человека в окружающей среде, а также воздействие факторов,
порождаемых этой деятельностью, на организм человека, животных и растений.
2. Общая трудоемкость дисциплины – 2 зачетных единицы.
3. Краткое содержание основных разделов дисциплины.
1. Организация жизни и ее основные характеристики
Жизнь как форма существования материи. Основные свойства органической
материи. Аксиомы теоретической биологии Б. Медникова. Жизнь как триединый поток
вещества, энергии и информации. Жизнь как организация, адаптация и эволюция.
Системность и организованность жизни
Молекулярно-генетический уровень организации живого. Элементарный состав
живых организмов. Макромолекулы, их свойства и значение. Основные типы
биополимеров и других биологически важных веществ: белки, нуклеиновые кислоты,
полисахариды, липиды.
Молекулярно-органоидные системы как материальная основа наследственности и
изменчивости. Структура нуклеиновых кислот и принцип матричного копирования.
Теория генетического кодирования, основные характеристики генетической кодовой
системы.
Биологические структуры, их воспроизведение, обмен веществом, энергией и
информацией с окружающей средой.
Отличия про- и эукариот по химическому составу, строению ядерного аппарата и
типам деления и репликации ядерного материала.
Мутационный процесс как исходный источник информационных изменений.
Мутации разных типов – элементарный эволюционный материал. Способы ограничения и
защиты наследственного материала от избыточного мутационного процесса.
Онтогенетический уровень организации живого. Гипотезы происхождения клетки.
Основные положения клеточной теории. Клетка – структурная и функциональная единица
жизни. Химический состав клетки, его постоянство. Строение про- и эукариотической
клеток. Функции органоидов. Обмен веществ и превращение энергии – основа
жизнедеятельности клетки. Рост, развитие, жизненный цикл клеток. Типы деления клеток
(митоз, мейоз).
Живой организм и его свойства. Одноклеточные и многоклеточные организмы.
Происхождение многоклеточных. Бесполое и половое размножение. Половые клетки.
Оплодотворение.
Эволюция
полового
процесса.
Особенности
гаметогенеза,
оплодотворения и развития зародыша у высших растений. Двойное оплодотворение.
Индивидуальное развитие организмов. Основные закономерности наследственной
информации. Понятие генотипа как генетической программы и фенотипа как реализации
этой программы во времени (онтогенез) и в пределах нормы реакции и возможности
модификационных изменений. Генетическая непрерывность жизни. Закономерности
изменчивости.
Популяционно-видовой уровень организации живого. Популяция как элементарная
единица микроэволюционного процесса. Генофонд популяции как целостная генетическая
система. Правило Харди-Вайнберга как математическое выражение целостной системной
популяции. Элементарные факторы эволюции (мутационный процесс, популяционные
волны, изоляция). Популяция как форма существования вида и этап видообразования.
Естественный отбор – движущий и направляющий фактор эволюции. Предпосылки
естественного отбора. Основные формы естественного отбора (стабилизирующий,
дизруптивный , движущий).
Возникновение адаптаций –
Покровительственная окраска и форма.
результат
действия
естественного
отбора.
Вид – как эволюционирующая живая система, его критерии. Структура,
происхождение вида. Видообразование – источник возникновения многообразия в живой
природе. Основные пути и способы видообразования (аллопатрическое, симпатрическое,
гибридогенное, филетическое). Экологическая радиация. Экология популяций.
Экосистемный (биогеоценотический). Экосистема. Взаимосвязь популяций в
экосистеме. Трофические взаимоотношения между организмами. Продуценты,
консументы, редуценты. Цепи и сети питания, трофические пирамиды. Типы
биологических отношений в сообществах: хищничество, мутуализм, комменсализм,
конкуренция, паразитизм и др. Обмен веществ, поток и превращение энергии в
экосистеме. Саморегуляция. Формирование, развитие и смена экосистем. Естественные и
искусственные экосистемы.
Биосферный. Биосфера и ее структура, свойства, закономерности. Глобальный
круговорот веществ и превращения энергии в биосфере. Роль живых организмов в
биогеохимических циклах. Биоразнообразие как ведущий фактор устойчивости биосферы.
Формы филогенеза (филетическая эволюция, дивергенция, конвергенция, параллелизм).
Направления эволюции (арогенез, аллогенез, катагенез). Понятие прогресса и его
критерии. Биологический регресс. Вымирание и тупики в эволюции.
2. Происхождение и основные этапы развития жизни на Земле
Основные теории возникновения жизни.
Биохимическая эволюция. Предпосылки возникновения жизни. Теории
происхождения протобиополимеров. Эволюция протобионтов. Начальные этапы
биологической эволюции.
Основные этапы развития жизни на Земле. Краткая характеристика смен фаун и
флор за более чем 3.5 млрд. лет существования жизни на Земле. Основные пути эволюции
растений. Основные пути эволюции животных.
Основные этапы эволюции человека. Возможные пути эволюции человека в
будущем.
3. Физиология и экология человека
Организм человека как единое целое. Уровни организации. Основные признаки
жизнедеятельности: обмен веществ, обмен энергии, обмен информацией. Гомеостаз и
адаптация. Принципы регуляции функций. Система энергообеспечения организма
(сердечно-сосудистая
и
дыхательная).
Системы
поддержания
гомеостаза
(пищеварительная и выделительная). Система защиты – иммунная. Системы регуляции
функций (нервная и эндокринная). Высшая нервная деятельность. Репродукция человека.
Особенности деятельности половой системы мужского и женского организма.
Основные понятия экологии человека. Человек, среда, антропоэкосистема,
здоровье, адаптация. Здоровье индивидуума и здоровье популяции. Факторы среды.
Действие факторов среды на процессы индивидуального развития (пренатальный и
постнатальный период). Критические периоды онтогенеза. Акселерация как результат
изменения экологических условий обитания человека в XX веке.
Адаптация, уровни адаптации (клеточный, индивидуальный, популяционный).
Специфическая и неспецифическая адаптация. Стресс, его физиологическая роль. Стадии
стресса. Стресс–реализующие и стресс-лимитирующие системы организма. Адаптивные
эффекты стресса.
Экологические основы жизнедеятельности. Действие абиотических, биотических и
антпропогенных факторов на здоровье человека (урбанизация, радиация, инфекции,
электромагнитное поле, канцерогены, биоритмы).
4. Биология охраны природы
Экологические принципы рационального природопользования. Сохранение
биоразнообразия. Антропогенное воздействие на природу. Прямое уничтожение.
Изменение среды обитания. Экологические последствия процессов загрязнения природы,
сокращения естественных экосистем, перенаселения, урбанизации. Глобальный
экологический кризис и региональные кризисные ситуации. "Парниковый эффект".
Кислотные дожди и закисление почв. "Озоновая дыра". Демографический взрыв и
проблемы ресурсов биосферы. Радиоактивное загрязнение. Химические техногенные
загрязнения. Проблемы утилизации бытовых и промышленных отходов. Концепция
экоразвития ("устойчивого развития").
5. Экологическая экспертиза, мониторинг и прогнозирование.
Основные концепции, законы и перспективы развития биологии. Теоретическая биология.
Биотехнология. Генная, клеточная, эмбриональная инженерия. Проблемы искусственной
репродукции растений, животных и человека.
БИОЛОГО-ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ ПРАКТИКУМ
Введение в биолого-экологический лабораторный практикум.
1.
Устройство микроскопа. Техника микроскопирования и приготовления микроскопических
препаратов. Изучение морфологии клеток прокариот (бактерии, цианеи), клеток растений
и животных, клетки организма простейших (живые и фиксированные объекты).
Морфология и функциональная активность органелл клетки (электронограммы,
фиксированные и окрашенные микроскопические препараты, живые объекты).
Митотический цикл клетки, его фазы. Митоз растительной и животной клетки
(электронограммы, фиксированные и окрашенные препараты). Бесполое размножение
(почкование у дрожжевых грибов, спорообразование у плесневого гриба, почкование у
пресноводной гидры). Половое размножение (яйцо беззубки, яйцо лягушки,.строение яйца
птицы, яйцеклетка и сперматозоид млекопитающего). Чередование поколений у
гидроидных полипов. Развитие лягушки – внешняя морфология. Органогенез лягушки
(микроскопические препараты). Развитие зародыша птицы. Х-половой хроматин в ядрах
соматических клеток. Гигантские политенные хромосомы из слюнных желез мотыля.
Изучение нормальных и мутантных особей мухи дрозофилы.
2. Методы построения модели
трофодинамическая модель).
экосистемы
(таксономическая,
биотопическая,
Критерий вида в систематике. Изменчивость в пределах вида у животных и растений.
Коадаптивная эволюция насекомых и цветковых растений. Покровительственная окраска
и форма у животных. Экологические группы одноклеточных животных (водные,
почвенные, паразитические). Адаптации животных к паразитизму. Адаптации животных к
полету (насекомые, птицы). Действие факторов среды на процессы эмбриогенеза
человека. Составление таблицы критических периодов развития основных систем
организма. Действие факторов среды на физическое развитие детей. Знакомство с
основными методами оценки физического развития.
Типы конституций человека.
2.
Знакомство с основными типами конституций. Определение типа конституции у
студентов. Качество пищи как экологическая проблема. Составление таблицы пищевых и
непищевых компонентов пищи.
3. Действие экстремальных факторов на организм человека.
эмоционального стресса при решении интеллектуальных задач.
1.
2.
Моделирование
Компетенции обучающихся, формируемые в результате освоения дисциплины:
ОК-4; ОК-6; ОК-8; ОК-9; ОК-10; ОК-12; ПК -2; ПК -9; ПК – 12; ПК -14; ПК 14; ПК -16;
Разработчик программы – Таршис Л.Г.