Рабочая программа дисциплины «Экология организмов (экология растений)» Код дисциплины по учебному плану опд

Скачать 139.35 Kb.

Дата	05.02.2013
Размер	139.35 Kb.
Тип	Рабочая программа

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Иркутский государственный университет»

(ФГБОУ ВПО «ИГУ»)
«Утверждаю»

_____________________

Проректор по учебной работе,

проф. И. Н. Гутник

«____»_____________20____г.

Биолого-почвенный факультет

Кафедра ботаники

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
дисциплины «Экология организмов (экология растений)»

Код дисциплины по учебному плану ОПД.Ф.7

Для студентов специальности 020801.65 ЭКОЛОГИЯ

г. Иркутск

1. ОРГАНИЗАЦИОННО-МЕТОДИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ
Цель курса:

Изучение влияния экологических факторов на функционирование растительных организмов и образуемых ими сообществ.
Задачи курса:

- овладение категорийным аппаратом, основными понятиями, законами экологии, моделями взаимоотношений компонентов экологических систем;

- изучение современного состояния и перспектив развития экологии растений;

- ознакомление с эколого-физиологическими особенностями растений, их типами метаболизма;

- получение сведений о специфике взаимодействия живых систем друг с другом и с неживой природой;

- изучение особенностей функционирования природных популяций растений, овладение методами их исследований;

- получение представлений о современном уровне антропогенного влияния на компоненты биосферы.
Место курса в процессе подготовки специалиста:

Курс «Экология растений» входит в перечень общеобразовательных дисциплин федерального компонента и является одним из основополагающих в программе подготовки по специальности «Экология». Данный курс является общетеоретической дисциплиной, объединяет изложение молекулярных, биохимических, аутэкологических, популяционных и экосистемных подходов и тем самым закладывает основы освоения ряда частных теоретических и практических специальных курсов. Курс также имеет тесные межпредметные связи с такими дисциплинами как «Ботаника», «Основы физиологии», «Токсикология», «Химия», «Физика», «Концепции современного естествознания», реализация которых в общем итоге будет способствовать формированию научного стиля мышления и профессионального кругозора студентов.
2.
РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЧАСОВ ПО ТЕМАМ И ВИДАМ РАБОТ

для студентов очного отделения

№	Темы, разделы	Всего часов	Виды подготовки		Самостоятельная работа
№	Темы, разделы	Всего часов	Лекции	Лабораторные работы	Самостоятельная работа студентов	КСР
1	Свет и его влияние на структуру и функции растений и их популяций.	21	9	3	8	1
2	Тепловой режим.	15	6	1	8
3	Водный режим.	16	6	2	8
4	Эдафические и орографические факторы.	17	5	3	8	1
5	Особенности структуры, функционирования и динамики растительных популяций.	14	6	1	6	1
6	Популяционная структура вида.	7	2	1	3	1
7	Биотические взаимодействия.	10	2	1	6	1
ВСЕГО (часы)		100	36	12	47	5

3. СОДЕРЖАНИЕ ПРОГРАММЫ

3.1. Общее (по всем темам):

Тема 1. Свет и его влияние на структуру и функции растений и их популяций. Световой режим местообитания, относительное световое довольствие растений. Влияние качества и количества света на структуру популяций. Биохимические, физиологические, анатомо-морфологические адаптации растений в популяциях к световому режиму.

Механизмы трансформации энергии в популяциях растений. Особенности формирования первичной продукции у С3- и С4-растений. Фотодыхание и его влияние на продукционный процесс. Количественные показатели (чистая продуктивность фотосинтеза, индекс листовой поверхности, чистая первичная продукция), отражающие динамику функционирования растительных популяций.

Характеристика ресурсов, необходимых для создания первичной продукции: свет, углекислый газ, вода, минеральные соли, температура.

Свет и его влияние на сезонные изменения в растительных популяциях, фотопериодизм.

Тема 2. Тепловой режим. Влияние температуры на функционирование популяций растений. Тепловой режим в разнообразных популяциях растений и причины их гибели от экстремальных температур.

Морфологические, анатомические и физиологические адаптации растений к низким и высоким температурам.

Теплообмен на поверхности почвы и в различных растительных сообществах.

Изменение теплового режима под влиянием растительных популяций.

Тема 3. Водный режим. Эколого-физиологические показатели, характеризующие водный режим растений и их сообществ. Экологическое значение транспирации.

Водный режим местообитания. Водный потенциал почвы.

Пойкилогидрический и гомойогидрический типы водного обмена. Гидратура и морфология растений. Эколого-морфологические и физиологические особенности разных экологических групп растений по отношению к водному режиму.

Тема 4. Эдафические и орграфические факторы. Экологическое значение гранулометрического и химического состава почвы, её структуры, почвенных коллоидов. Минеральные вещества в почве, популяциях растений и их круговорот (на примере азота, фосфора, как наиболее дефицитных). Эколого-биологические адаптации в популяциях растений засоленных местообитаний.

Макро-, мезо- и микрорельеф; перераспределение климатических и почвенно-грунтовых факторов рельефом. Вертикальная поясность растительности. Правило «предварения» В.В.Алехина.

Тема 5. Биотические взаимодействия. Взаимодействия между популяциями микроорганизмов, животных и растений (трансбиотические, трансабиотические, прямые, косвенные, физиологические и др.).

Основные формы антропогенного воздействия на растительные популяции.

Тема 6. Особенности структуры, функционирования и динамики растительных популяций. Специфика морфологической структуры и функционирования популяций растений (прикрепленный образ жизни, вегетативное размножение, типы партикуляции). Особенности фитоценотических и фитогенных полей. Типы пространственного распределения: вертикальное и горизонтальное. Плотность популяций растений. Явление самоизреживания. Демографическая и возрастная структура популяций растений, типы популяций (инвазионные, нормальные, регрессивные). Потенциальная и семенная продуктивность популяций растений. Динамика популяций. Кривые выживания. Половая структура популяций растений, особенности ее регулирования. Рост растительных популяций (S- и J-образные кривые роста). K- и r- типы стратегии растений. Популяционные циклы растений. Основные методы исследования параметров растительных популяций.

Тема 7. Популяционная структура вида. Закономерности образования и развития популяций растений как формы существования вида. Внутривидовые экологические подразделения: подвиды, биотипы, экотипы, ценопопуляции. Географические и экологические популяции растений.
3.2. Темы лабораторных занятий:

1. Пигменты зеленого листа.

2.Анатомо-морфологические особенности строения гелиофитов, сциофитов, теневыносливых растений.

3. Разделение пигментов методом бумажной хроматографии.

4. Морфологические, анатомические и физиологические адаптации растений к низким и высоким температурам.

5. Анатомо-морфологические особенности строения гидрофитов, гигрофитов, ксерофитов, мезофитов.

6. Микрохимический анализ золы.

7. Обнаружение нитратов в растениях.

8. Определение интенсивности транспирации у срезанных листьев методом быстрого взвешивания (по Иванову).

9. Морфологические, анатомические и физиологические адаптации растений галофитов.

10. Морфолого-биологические особенности синантропных видов растений.

11. Биотические взаимодействия растений. Растения сапрофиты, паразиты, полупаразиты, мико- и бактериотрофы, хищные растения.

12. Особенности растительных популяций.

3.3. Тематика заданий для самостоятельной работы:

1. Что такое экология фотосинтеза? Какой из экологических факторов является определяющим для процесса фотосинтеза?

2. В зонах с умеренным климатом концентрация СО₂ в атмосфере меняется на протяжении года циклическим образом: зимой она бывает примерно на 1,5% выше, чем летом. Объяснить это явление.

3. Почему поглощающим пигментом при фотосинтезе считается хлорофилл, хотя лист содержит также ряд других пигментов, поглощающих свет? Какова функция этих пигментов?

4. У растений, растущих на почвах, в которых не хватает определенных минеральных веществ, фотосинтез часто замедлен. Указать вещества, недостаток которых мог бы вызвать такой эффект.

5. Формы и направления влияния человека на растения и растительность.

6. Экологическое значение элементов минерального питания для растений.

7. Роль доступного азота почвы в питании растений.

8. Свет и распределение растительности.

9. Водный режим местообитаний, ботанико-географическое значение воды.

10. Влияние рельефа и экспозиции на распределение температур.

11. Вечная мерзлота как экологический фактор. Поведение растений на холодных почвах.

12. Психрофиты и криофиты, их особенности и отличия от склерофитов.

13. Влияние примесей в атмосфере на растения и растительность.

14. Экологические особенности псаммофитов и их приспособления к подвижности субстрата.

15. Экологическое значение рН почвы и отношение к ней различных групп растений.

16. Взаимосвязь растений с микроорганизмами, значение микрофлоры ризосферы.

17. Влияние беспозвоночных животных на растения.

18. Влияние позвоночных животных на растения и растительность.

19. Внутривидовые и межвидовые отношения среди растений.

20. Системы жизненных форм растений.

21. Передвижение воды в почве и в растении.

3.4. Примерный список вопросов к экзамену:

Особая роль растений в биосфере как преобразователей энергии.
Фотосинтез. Определение, значение. Принцип деления на световую и темновую фазы.
Фотосинтетические пигменты, особенности химической структуры, классификация и функции. Явление хроматической адаптации.
Структура листа как основного фотосинтетического органа растений и хлоропласта как органеллы фотосинтеза.
Световая фаза фотосинтеза. Фотофизический и фотохимический этапы, представление о светособирающем комплексе и реакционном центре.
Световая фаза фотосинтеза. Электронтранспортная цепь, основной компонентный состав и принцип работы.
Механизм образования АТФ в световой фазе фотосинтеза. Понятие о нециклическом, циклическом и псевдоциклическом фотофосфорилировании.
Темновая фаза фотосинтеза. С3-путь восстановления углекислого газа до углеводов.
Разнообразие путей восстановления углекислого газа до углеводов как результат адаптации растений к условиям произрастания. Представление о фотодыхании, С4-пути и САМ-метаболизме.
Экология фотосинтеза.
Фотосинтез и продуктивность растений.
Вода как экологический фактор. Физико-химические особенности воды. Роль воды для растений.
Формы воды в почве, пути поступления и передвижения воды по растению.
Транспирация и ее регуляция.
Засухоустойчивость растений. Характеристика ксерофитов.
Биогенные элементы, их классификация, физиологическая роль.
Механизмы поступления минеральных веществ в растения.
Азот, его роль для растений. Биологическая азотфиксация.
Круговорот азота в природе: аммонификация, нитрификация, денитрификация.
Сера и фосфор. Роль для растений, круговороты в природе.
Экологическое значение структуры почвы, почвенные коллоиды.
Специфика структуры и функционирования популяций гелиофитов и сциофитов.
Экологические группы растений по отношению к водному режиму. Эколого-морфологические и физиологические особенности гигрофитов и гидрофитов.
Теплообмен в слое травянистых растений.
Тепловой режим леса.
Экологические группы растений по холодостойкости. Анатомо-морфологические и физиологические адаптации растений к низким температурам.
Экологические модификации и экологические типы растений.
Фотопериодизм, его экологическое значение. Фотопериодические группы растений.
Кардинальные точки гидратуры, их значение. Гидратура и морфология растений.
Анатомо-морфологические и физиологические особенности ксерофитов.
Экологические группы растений по жаростойкости. Анатомо-морфологические, физиологические приспособления растений к высоким температурам.
Экологическое значение гранулометрического состава почвы, его влияние на воздушный, тепловой и водный режимы.
Основные направления в классификации жизненных форм растений.
Жизненные формы растений по К. Раункиеру.
Специфика экотопа верховых болот и экологические особенности их растений.
Галофиты, их анатомо-морфологические и физиологические особенности. Специфика различных типов засоленных местообитаний.
Система жизненных форм И.Г.Серебрякова.
Основные типы взаимоотношений между растениями.

4. ФОРМЫ ПРОМЕЖУТОЧНОГО И ИТОГОВОГО КОНТРОЛЯ:

Формой промежуточного контроля является написание реферата по одной из предложенных тем и выполнение в письменной форме тестовых и контрольных заданий.

ТЕМЫ РЕФЕРАТОВ:

1. Роль элементов минерального питания для растений.

2. Свет как ботанико-географический фактор.

3. Световой режим древесных пород.

4. Световой режим растений и урожайность.

5. Использование солнечной энергии отдельными группами растений для производства биомассы.

6. Растения и растительный покров как оптическая система.

7. Особенности фотосинтеза растений разных климатических зон и жизненных форм.

8. Влияние света на фотосинтез и транспирацию.

9. Изменения теплового режима в различных типах растительности.

10. Приспособления корней растений к водному режиму почв.

11. Взаимоотношение растительного покрова с осадками.

12. Ботанико-географическое значение водного режима почв.

13. Экологическое значение рН почвы и отношение к ней различных групп растений.

14. Биотические факторы почвы.

15. Индикация почвенно-грунтовых условий по растениям и растительности.

16. Экологические особенности растений верховых болот.

17. Влияние рельефа на перераспределение климатических и почвенных факторов.

18. Географические и экологические популяции растений.

19. Специфика роста растительных популяций.

20. Типы пространственного распределения растительных популяций.

ТЕСТОВЫЕ ЗАДАНИЯ ДЛЯ ПРОМЕЖУТОЧНОГО КОНТРОЛЯ:

СВЕТ И ЕГО ВЛИЯНИЕ НА СТРУКТУРУ И ФУНКЦИИ РАСТЕНИЙ И ИХ ПОПУЛЯЦИЙ, ВОДНЫЙ РЕЖИМ, РОЛЬ ЭДАФИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ.

Тесты считаются выполненными, если доля правильных ответов превышает 80%.

Сроки выполнения – в течение недели после прохождения теоретической части изучаемой темы.

^{Формой итогового контроля является экзамен.}
5. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ КУРСА

Интернет-источники

www.elementy.ru

www.human-ecology.ru

Оборудование

Бинокулярнуе лупы, телевизор, компьютер, мультимедийный проектор.

Материалы

Таблицы; альбомы с иллюстрациями.
Фотографии.
Фильмы:
Гербарий основных экологических групп растений, синантропных видов, редких и охраняемых растений.
Коллекция живых растений (80 видов).

ЛИТЕРАТУРА

Основная

1. Горелов А.А. Экология. - М.:Центр,2002.-240 с.

2.Горышина Т.К. Экология растений. – М.: Высшая школа, 1979. – 368 с.

3.Культиасов И.М. Экология растений. – М.: Изд-во МГУ, 1982. – 378 с.

Дополнительная

1. Авраменко И.М. Основы природопользования. - Ростов на Дону, Феникс,2004,- 319 с.

2.Алехин В.В. География растений. – М.: Учпедгиз, 1950. – 419 с.

3.АрустумовЭ.А.,Левакова И.В., Баркалова Н.В. Экологические основы природопользования.- М.: 2002, - 236с.

4.Быченко Т.М., О.П. Ведерникова. Разнообразие жизненных форм растений.-Йошкар-Ола,2006. – 108с..

5. Вальтер Г. Растительность Земного шара: Эколого-физиологическая характеристика. - М.: Прогресс, 1969-1975. - Т. 1-3.

6.Дажо Р. Основы экологии. – М.: Изд-во Прогресс, 1975. – 416 с.

7.Двораковский М.С. Экология растений.– М.:Высшая школа, 1983. – 188 с.

8.Коробкин В.И.,Предельский Л.В. Экология. - Ростов на Дону:Феникс,2005. - 572с.

9.Одум Ю. Основы экологии. – М.: Мир, 1975. – 740 с.

10.Работнов Т.А. Фитоценология. – М.: Изд-во МГУ, 1978. – 384 с.

11.Серебряков И.Г. Экологическая морфология растений. – М.: Высшая школа, 1962. – 377 с.

12.Хохряков А.П.Эволюция биоморф растений. - М.: Наука, 1981

13.Шенников А.П. Ведение в геоботанику. – Л.: Изд-во ЛГУ, 1964. – 446 с.

14. Лархер В. Экология растений. – М.: Мир, 1978. – 383 с.

15.Шилов И.А. Экология. - М.:Высш. шк.,2000.-512с.

ЛИСТ ОБНОВЛЕНИЯ

Дата	Внесенные обновления	Подпись автора	Подпись зав. кафедрой

Программу составила Янчук Т.М., доцент кафедры ботаники биолого-почвенного факультета ИГУ __________

Программа рассмотрена и утверждена на заседании кафедры ботаники ____________

дата
Зав. кафедрой ботаники доцент Лиштва А.В. __________

Согласовано: председатель УМК биолого-почвенного факультета профессор А. Н. Матвеев __________

Рабочая программа дисциплины «Экология организмов (экология растений)» Код дисциплины по учебному плану опд

Похожие: