| Министерство образования и науки Российской Федерации
Сибирский федеральный университет
Биогеохимия
Методические указания к семинарским занятиям
Красноярск
СФУ
2011
УДК 550.47 (07)
ББК 28.080я73
Б 630
Рецензенты:
Составитель
Гаевский Николай Александрович
Б 630 Биогеохимия: методические указания к семинарским занятиям [Текст] / сост. Н.А. Гаевский. – Красноярск: Сиб. федер. ун-т, 2011. – 12 с.
8-902-947-64-41
Аннотация
Предназначено для направления 510600 – Биология (бакалавр)
УДК 550.47 (07)
ББК 28.080я73
© Сибирский
федеральный
университет, 2011
Общие сведения
Методические указания к семинарским занятиям по дисциплине «Биогеохимия» (ОПД.Ф.04.02) разработаны в соответствии требованиями ГОС ВПО направления 510600 – Биология, квалификация – Бакалавр биологии, № г.р. 87 ЕН/БАК 10 марта 2000 г.
Семинарские занятия, как форма аудиторных занятий, необходимы для усвоения и закрепления изучаемого теоретического материала. Семинары через самостоятельное изучение и коллективное обсуждение помогают понять и закрепить в сознании основные знания в области биогеохимии. Семинар позволяет организовать активную дискуссию с участием преподавателя и студента, в ходе дискуссии решать задачи познавательного и воспитательного характера, формируя биосферно-ноосферное мировоззрение.
Целью семинарских занятий является углубленное изучение и обобщение знаний по темам и разделам дисциплины, приобретение новых знаний в области наук о Земле, умений самостоятельного изучения научной литературы, ее анализа и представления полученных знаний в форме реферата, конспекта, презентации и устного доклада. Ведущей дидактической задачей семинара будет изучение нового материала и включение его в систему уже имеющихся знаний.
Поскольку Биогеохимия неразрывно связана с познанием роли живого вещества в круговороте химических элементов в биосфере, знание особенностей биогеохимических циклов в различных климатических зонах необходимо для применения ноосферно-биосферных взглядов в различных сферах современной биологии.
Общий объем семинарских занятий – 16 часов, что соответствует 50% от аудиторных занятий и 20% от общей трудоемкости дисциплины
Семинарские занятия длительностью 2 часа проводятся с периодичностью 1 занятие в 2 недели (прил. 1). Установленный график позволяет студентам хорошо подготовиться к предстоящему семинарскому занятию и реализовать задачи самостоятельной работы по курсу «Биогеохимия».
Перечень разделов семинарских занятий приведен в табл. 1.
Таблица 1 – Содержание и объем семинарских занятий
№ раздела
|
Содержание семинарских занятий
|
Объем в часах
|
2.
|
Обсуждение вопросов темы «Биогеохимические циклы макроэлементов»
|
2
|
3.
|
Обсуждение вопросов темы «Биогеохимические циклы микроэлементов»
|
2
|
4.
|
Обсуждение вопросов темы «Взаимодействие биогеохимических циклов»
|
2
|
5.
|
Обсуждение вопросов темы «Биогеохимия окружающей среды»
|
2
|
6.
|
Обсуждение вопросов темы «Региональная биогеохимия»
|
2
|
7.
|
Обсуждение вопросов темы «Популяционная биогеохимия»:
|
2
|
1-7.
|
Обсуждение рефератов.
|
4
|
Место и роль семинарских занятий в качестве подготовки студентов по дисциплине «Биогеохимия»
Семинарские занятия посвящены обсуждению теоретических и практических вопросов по разделам 2 – 7, обсуждению рефератов, темы которых охватывают все разделы.
Подготовка к семинарским занятиям предполагает работу с основной и дополнительной литературой, в том числе с оригинальными научными статьями, опубликованными в ведущих российских и зарубежных журналах (см. методические указания к самостоятельной работе).
1 Содержание и методика подготовки к семинарским занятиям.
Содержание семинарских занятий дано в таблице 2.
Таблица 2 – Содержание семинарских занятий в соответствии с разделами дисциплины
Разделы дисциплины
|
Содержание семинарского занятия
|
Часы
| -
Эволюционная биогеохимия
|
Относительное распределение основных элементов в атмосфере Солнца. Элементы, возникающие при конденсации солнечного газа. Динамика состава атмосферы молодой Земли. Возможный сценарий изменений биогеохимических циклов при переходе от атмосферы протерозоя к атмосфере фанерозоя. Схема источников возникновения и «стоков» для основных элементов, объединяющая литосферу, атмосферу и гидросферу. Временная шкала истории Земли, иллюстрирующая биогеохимически значимые события.
|
2
| -
Биогеохимические циклы макроэлементов
|
Экзогенные и эндогенные циклы, демонстрирующие взаимодействие между биосферой, океаном, атмосферой и геологическими породами. Резервуары углерода (изотопный состав и время удержания). Основные участники цикла углерода. Основные резервуары азота. Химический состав атмосферы. Примеры расчета среднего времени удержания. Расчетные задачи на закон Генри. Растворимые формы макроэлементов и коэффициенты миграции. Сравнение концентраций основных ионов в морской и пресной водах. Микробная петля. Глобальный речной сток макроэлементов. Биогеохимические циклы макроэлементов в почве. Элементный и химический состав гумуса ГК иФК. Глобальные тренды и периодические изменения концентрации углекислого газа в атмосфере. Количественные показатели глобального цикла углерода. Чистая первичная продукция основных экосистем. Динамика детрита. Трансформация азота в глобальном цикле. Процесс денитрификации. Процесс фиксации азота. Количественные показатели глобального цикла азота. Содержание фосфора в живом и мертвом материале. Распределение фосфора в морских и континентальных водах. Перемещение фосфора через наземные экосистемы. Резервуары фосфора в сферах Земли. Количественные показатели глобального цикла фосфора. Распределение серы в биосфере. Количественные показатели глобального цикла серы. Биогеохимический цикл кремния. Количественные показатели глобального цикла кремния. Количественные показатели глобального цикла железа. Количественные показатели глобального цикла кальция.
|
4
| -
Биогеохимические циклы микроэлементов
|
Состав группы микроэлементов. Методы извлечения микроэлементов из почвы. Глобальные циклы меди, цинка, селена. Биогеохимия бора, молибдена.
|
2
| -
Взаимодействие биогеохимических циклов
|
Взаимодействия биогеохимических циклов в наземных экосистемах. Аккумуляция главных элементов и их соотношение в биомассе наземных организмов. Отношения масс элементов в лесных экосистемах. Соотношения основных элементов в растительноядном зоопланктоне. Циклы углерода, кислорода, азота и серы в цианобактериальном мате. Термодинамика бактериальной энергетики.
|
2
| -
Биогеохимия окружающей среды
|
Биогеохимия ртути. Биогеохимия свинца. Биогеохимическое моделирование.
|
2
| -
Региональная биогеохимия
|
Биогеохимия арктических экосистем. Биогеохимия бореальных и суб -бореальных экосистем. Биогеохимия степей и пустынь. Биогеохимия тропических экосистем. Сельскохозяйственные экосистемы.
|
2
| -
Популяционная биогеохимия
|
Биогеохимия и показатели здоровья населения. Связь определенных заболеваний с географическим распространением элементов. Здоровье населения в техногенных провинциях и с/х провинциях.
|
2
|
В ходе подготовки к семинарским занятиям студенты должны знать значения следующих ключевых слов:
аноксигенный фотосинтез, апатиты, апвелинг, археи;
биогеохимический цикл, биогеохимическое картирование, биогеохимический стандарт, биоразнообразие;
вегетация, водная экосистема, время удержания;
глобальное потепление, гуминовая кислота, гумус; гумификация
денитрификация;
иммобилизация элемента;
кероген, кислотный дождь, кларк, коэффициент миграции;
лигнин, лигнификация;
макроэлементы, миграция, микробная петля, микробный мат, микроэлементы, минерализация;
наземная экосистема, незаменимые элементы, нитрификация;
олиготрофный, отношение Рэдфилда;
панспермия; парниковые газы, педосфера, первичная продукция, первичные минералы, пищевая цепь (сеть);
седименты, соленость, среднее время удержания, стратификация;
токсичность, трофический уровень;
хемосинтез, химическое выветривание;
эволюция, эвтрофикация, экосистема, эндогенный цикл, экзогенный цикл, эрозия, эстуария, эубактерии, эукариоты.
Выбор темы, подбор необходимого количества учебной литературы и научных статей осуществляются под контролем преподавателя в течение первых 4 недель учебных занятий семестра.
Семинарские занятия проводятся в форме докладов и их обсуждения.
Примерные требования к выступлению студента на семинаре сводятся к следующему: выступление должно -
-
соответствовать определенной теме;
-
проходить по определенному понятному аудитории плану, который оглашается в начале выступления;
-
раскрывать сущность проблемы;
-
не сводиться к дословному пересказу фрагментов научной публикации;
-
иметь заключение методологического, профессионального или научного характера;
-
быть самостоятельным в подборе фактического материала;
-
содержать принятые в науке термины и понятия.
Примерная последовательность выступления студента состоит из следующих элементов:
-
оглашение темы семинара, авторов и тем запланированных докладов;
-
доклад на заявленную тему;
-
вопросы докладчику;
-
обсуждение доклада, дополнения и замечания по нему;
-
заключительное слово докладчика;
-
заключение преподавателя.
Эта схема может включать в себя дискуссию по возникшему вопросу и другие элементы.
Библиографический список
3.1. Основная литература
-
Bashkin V.N. Modern biogeochemistry / Kluwer Academic Publishers New York, Boston, Dordrecht, London, Moscow, 2003. - 555 p.
-
Базилевич Н.И., Титлянова А.А. Биотический круговорот на пяти континентах: азот и зольные элементы в природных и наземных экосистемах / отв. Ред. А.А. Тишков. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2008. - 381 с.
-
Вернадский В.И., Проблемы биогеохимии. Тр. биогеохим. Лаборатории. М.: Наука, 1980. т.16. - 78 с.
-
Голдовская Л.Ф. Химия окружающей среды. М., Мир; БИНОМ, Лаборатория знаний, 2008. – 295 с.
-
Добровольский В.В., Основы биогеохимии: Учебник для студентов высших учебных заведений.- М.: Академия, 2003. - 400 с.
-
Орлов Д.С., Садовникова Л.К., Суханова Н.И. Химия почвы: Учебник. – М.: Высш. шк., 2005. – 558 с.
3.2. Дополнительная литература
-
Андруз Дж., Бримблекумб П., Джикелз Т., Лисс П. Введение в химию окружающей среды. Пер. с англ. – М.: Мир, 1999. – 271 с.
-
Ваганов Е.А. и др. Леса и болота Сибири в глобальном цикле углерода // Сиб. экол. журн. – 2005. - №4. – С. 631-649.
-
Горленко В.М., Дубинина Г.А., Кузнецов С.И. (1977) Экология водных микроорганизмов. М, изд. «Наука», 288 с.
-
Добровольский В.В. География микроэлементов. Глобальное рассеяние. М.:Мысль, 1983.
-
Дривер Дж. Геохимия природных вод. М.:Мир.1985.
-
Емлин Э.Ф. Общая геохимия. Екатеринбург: УГГУ, 2007.
-
Ершов Ю.И., Органическое вещество биосферы и почвы. – Новосибирск: Наука. 2004. – 104 с.
-
Иванов В.В. Экологическая геохимия. Т.I -VI. М.: Недра. 1994-1997.
-
Кондратьев К.Я., Крапивин В.Ф., Моделирование глобального круговорота углерода. – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2004. – 336 с.
-
Круговорот вещества в природе и его изменение хозяйственной деятельностью человека. МГУ, 1980.
-
Лесные экосистемы Енисейского Меридиана. – Новосибирск: Издательство СО РАН. 2002.- 356 с.
-
Розанова Е.П., Кузнецов С.И. Микрофлора нефтяных месторождений. М, изд. «Наука», 1974.
-
Тарко А.М., Антропогенные изменения глобальных биосферных процессов. Математическое моделирование. - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2005. – 232 с.
-
Чупрова В.В. Углерод и азот в агроэкосистемах Средней Сибири. – Красноярск: КГУ. - 1997. - 166 с.
-
Химия окружающей среды. – Пер. с англ./Под ред. А.П. Цыганкова. – М.: Химия, 1982. 672 с.
3.3. Электронные ресурсы
Подбор научных работ, посвященных исследованиям в области биогеохимии, осуществляется на основе электронных баз данных, доступных по адресам: eLibrary.ru, highwire.stanford.edu и других. Ниже дан список рекомендованных журналов:
-
Агрохимия
-
Геохимия
-
Микробиология
-
Океанология
-
Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов.
-
Плодородие
-
Почвоведение
-
Почвознание, Агрохимия и Екология (Болг.)
-
Природные ресурсы
-
Проблемы окружающей среды и природных ресурсов
-
Проблемы экологического мониторинга и моделирование экосистем.
-
Сибирский экологический журнал
-
Успехи современной биологии
-
Химия растительного сырья
-
Экологическая химия.
-
Экология
-
Экология моря
-
Biogeochemistry
-
Biogeosciences
-
Biogeosciences Discussions
-
Evolutionary Biology
-
Proceeding of the National Academy of Science of United State of America.
Journal Biogeochemistry [http://www/springerlink.com/content/
Методические рекомендации для успешного овладения знаниями, содержащимися в научной литературе, подготовки реферата и доклада, написания конспекта содержатся в учебно-методическом пособии для выполнения самостоятельной работы по дисциплине «Биогеохимия».
Приложение 1
ГРАФИК
выполнения семинарских занятий студентов по дисциплине Биогеохимия
направления 510600 – Биология, квалификация бакалавр , института ИФББТ
Наименование
дисциплины
|
Семестр
|
Число часов аудиторных семинарских занятий
|
Форма
контроля
|
Недели учебного процесса семестра
|
Всего
|
По видам
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
10
|
11
|
12
|
13
|
14
|
15
|
16
|
«Биогеохимия»
|
8
|
16
|
Семинары – 16
|
зачет
|
|
СЗ
|
|
СЗ
|
|
СЗ
|
|
СЗ
|
|
СЗ
|
|
СЗ
|
|
СЗ
|
|
СЗ
|
|
ВТР
|
|
ВТР
|
|
|
|
|
|
ПК
|
|
СРФ
|
|
СРФ
|
|
СРФ
|
Условные обозначения: СЗ – семинарское занятие; ВТР – выдача темы реферата; СРФ – сдача реферата; ПК – промежуточный контроль (самостоятельная аудиторная работа).
Заведующий кафедрой:
«_______» _______________________ 20__г.
Методические указания к семинарским занятиям
Гаевский Николай Александрович (составитель)
Биогеохимия
Редактор
Корректура автора
Компьютерная верстка автора
Подписано в печать ___________ 2011 г. Формат 60х84/16. (А5)
Бумага офсетная. Печать плоская.
Усл. печ. л. ___ (11 с./11). Уч.-изд. л. ______
Тираж 100 экз. Заказ _____
Редакционно-издательский отдел
Библиотечно-издательского комплекса
Сибирского федерального университета
660041, г. Красноярск, пр. Свободный, 79
Тел/факс (391) 244-82-31. E-mail rio@sfu-kras.ru
http://rio.sfu-kras.ru
Отпечатано Полиграфическим центром
Библиотечно-издательского комплекса
Сибирского федерального университета
660041, г. Красноярск, пр. Свободный, 82а
Достарыңызбен бөлісу: |
