Белоусова З.П. (к.х.н., доцент) Программа дисциплины «Биология с основами экологии», Самарский государственный университет, химический факультет, кафедра органической химии. http://chemfac.ssu.samara.ru/KOChem/progr/Biol_ecolog2.htm; просмотр 23.3.2010; http://scipeople.com/publication/69691/; (Блок «Общие математические и естественнонаучные дисциплины»; раздел «Федеральный компонент»; основная образовательная программа специальности 020101 Химия), Самара, 2006; Рабочая программа составлена на основании Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования специальности 020101 Химия, утвержденного 10.03.2000 г. (номер государственной регистрации 127 ЕН/СП) и типовой (примерной) программы дисциплины «Биология с основами экологии», одобренной 29.04.2002 Советом по химии УМО по классическому университетскому образованию. В списке рекомендованной литературы: Остроумов С.А. Введение в биохимическую экологию. Изд. МГУ. 1986. http://chemfac.ssu.samara.ru/KOChem/progr/Biol_ecolog2.htm ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный университет, химический факультет, кафедра органической химии УТВЕРЖДАЮ - Проректор по учебной работе ________________В.П. Гарькин «____»_______________ 2006 г. РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ БИОЛОГИЯ С ОСНОВАМИ ЭКОЛОГИИ (блок «Общие математические и естественнонаучные дисциплины»; раздел «Федеральный компонент»; основная образовательная программа специальности 020101 Химия) Самара, 2006; Рабочая программа составлена на основании Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования специальности 020101 Химия, утвержденного 10.03.2000 г. (номер государственной регистрации 127 ЕН/СП) и типовой (примерной) программы дисциплины «Биология с основами экологии», одобренной 29.04.2002 Советом по химии УМО по классическому университетскому образованию. Составитель рабочей программы: к.х.н., доцент Белоусова З.П. Рецензент: к.х.н., доцент Дерябина Г.И. Рабочая программа утверждена на заседании кафедры органической химии (протокол № 1 от « 31 » августа 2006 г.) Заведующий кафедрой ²_01_² ___09________ 2006 г. _______________ П.П. Пурыгин СОГЛАСОВАНО Декан факультета ²__29² ____09_______ 2006 г. _______________ О.Н. Макурина СОГЛАСОВАНО Начальник методического отдела ²_29_² ___09________ 2006 г. _______________ Н.В. Соловова ОДОБРЕНО Председатель методической комиссии факультета ²_28_² ___09________ 2006 г. _______________ И.В. Лобачева 1. Цели и задачи дисциплины, ее место в учебном процессе, требования к уровню освоения содержания дисциплины 1.1. Цели и задачи изучения дисциплины Цель дисциплины - изучение естественных и антропогенных процессов в биосфере с позиций экологии. Задачи дисциплины: рассмотреть все виды загрязнителей различных природных сред; классифицировать их по происхождению, типу воздействия на различные среды и живые организмы, оценить последствия этого воздействия. 1.2. Требования к уровню подготовки студента, завершившего изучение данной дисциплины Студенты, завершившие изучение данной дисциплины, должны: - иметь представление: о масштабах антропогенного воздействия на окружающую среду; - знать: структуру и свойства всех типов загрязнителей; - уметь: анализировать природные среды и объекты на содержание примесей; объяснить влияние вредных веществ на живые организмы и описать их метаболические превращения на примере различных видов живых организмов. 1.3. Связь с предшествующими дисциплинами Для изучения закономерностей и объяснения явлений в биоценозах необходимы знания по органической, аналитической и физической химии. 1.4. Связь с последующими дисциплинами Данная дисциплина представляет собой начальную стадию цикла экологических дисциплин, читаемых студентам-химикам, и является базовой при изучении «Основ биохимии» и «Основ токсикологии». 2. Содержание дисциплины 2.1. Объем дисциплины и виды учебной работы (в часах) Вечерняя форма обучения (9 семестр, зачет) Вид учебных занятий Количество часов 9 семестр Всего часов аудиторных занятий 48 Лекции 23 Контрольная работа 1 Практические занятия (семинары) - Лабораторные занятия 24 Всего часов самостоятельной работы 82 Подготовка к лабораторным занятиям 48 Изучение тем, вынесенных на самостоятельную проработку (рефераты) 34 Всего часов по дисциплине 130 2.2. Разделы дисциплины и виды занятий № п/п Название раздела дисциплины Количество часов лекции практические занятия лабораторные занятия Введение ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ЭКОЛОГИИ 1 - - 1 ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ЦЕЛОСТНОСТЬ БИОСФЕРЫ. 6 - 8 2 МАСШТАБЫ АНТРОПОГЕННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ И ИХ ПОСЛЕДСТВИЯ 8 - 8 3 ВИДЫ ВРЕДНЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ И ИХ ВЛИЯНИЕ НА ПРИРОДУ. 8 - 8 КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА 1 Итого: 24 - 24 2.3. Лекционный курс ВВЕДЕНИЕ ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ЭКОЛОГИИ. Окружающая среда как система. Формирование обмена биосферы в процессе жизнедеятельности организмов. Термин ”экология”, введенный Геккелем. Экологическое равновесие в природе, основные факторы, определяющие его состояние. Накопление биомассы: продуценты, консументы, редуценты. РАЗДЕЛ 1 Тема 1.1. ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ЦЕЛОСТНОСТЬ БИОСФЕРЫ. Основные функции, которые живое вещество выполняет в биосфере (в формулировке В.И.Вернадского). Специфические функции метаболизма. Гидрологический цикл. Круговорот важнейших химических элементов в биосфере. Органогены. Биотические циклы. Источники углерода и энергии для жизнедеятельности клетки: автотрофы и гетеротрофы, фототрофы и хемотрофы, аэробы и анаэробы, облигатные анаэробы. Круговорот углерода и энергетический цикл. Синтрофия. Круговорот азота. Современное понятие экологии как науки об экосистемах и биосфере. Биотон и биоценоз. Суксессия естественных и искусственных систем. Нарушение биологического равновесия. РАЗДЕЛ 2 Тема 2.1. МАСШТАБЫ АНТРОПОГЕННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ И ИХ ПОСЛЕДСТВИЯ. Баланс диоксида углерода, “парниковый” эффект. Аэрозольный холодильник. Опасность нарушения озонного слоя: процессы, приводящие к образованию и разрушению озона. Природные и антропогенные катализаторы разрушения озона: окись азота, хлор, фреоны, их естественные и антропогенные источники. Современные теории происхождения “озонных дыр”. Увеличение в атмосфере количества оксида углерода, образование карбоксигемоглобина и его влияние на процесс оксигенации. Метгемоглобин и его функции в организме. Молекулярный кислород и перекись водорода как антиоксиданты и их влияние на метаболизм. Загрязнение атмосферы соединениями серы: диоксидом серы, сероводородом, карбонилсульфидом. Загрязнение атмосферы соединениями азота: диоксидом азота, ПАН, ПБН. Образование фотохимического смога. Другие загрязняющие атмосферу вещества. Тема 2.2. ДИОКСИНЫ. Структура, свойства, основные источники (производство пестицидов, бытовые отходы и проблемы их уничтожения), токсичность, особенности воздействия на живую клетку. О “производстве” диоксинов в России и Самарской области. Тема 2.3. НИТРОЗАМИНЫ: образование в различных средах, токсичность. РАЗДЕЛ 3 Тема 3.1. ВИДЫ ВРЕДНЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ И ИХ ВЛИЯНИЕ НА ПРИРОДУ. Классификация загрязнений: материальные (механические, химические, биологические) и энергетические. Источники загрязнения биосферы. Радиационное загрязнение окружающей среды: основные источники наиболее опасных радионуклидов и их влияние на различные экосистемы. Тема 3.2. НАКОПЛЕНИЕ ХИМИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ В КЛЕТКАХ. Состав и функции плазматических мембран. Холестерин: источники поступления в организм, влияние на метаболизм. Пассивные и активные процессы переноса веществ через мембрану: диффузия (нейтральная, ионная, молекулярная, облегченная), пиноцитоз, экоцитоз, фагоцитоз. Накопление химических веществ в клетках. Структура и функции митохондрий. Виды токсичных загрязняющих веществ: цитотоксическое, тератогенное, генетическое. Механизм действия “химических” мутагенов. 2.4. Практические (семинарские) занятия - Не предусмотрены 2.5. Лабораторный практикум № п/п Номер раздела Количество часов Тема лабораторного занятия 1 2 8 Анализ примесей в этиловом спирте: определение альдегидов, сложных эфиров, щелочи, сивушных масел, метилового спирта, примесей, окисляемых двухромовокислым калием. 2 3 8 Определение нитратов и нитритов в пищевых продуктах фотоколориметрическим методом. 3 4 8 Анализ качества молока: определение жирности, сухого остатка, степени пастеризации, белка. 3.Организация текущего и промежуточного контроля знаний 3.1. Контрольные работы Тематика контрольных работ Сроки проведения Разделы и темы дисциплины ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ЭКОЛОГИИ. ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ЦЕЛОСТНОСТЬ БИОСФЕРЫ 3 неделя Введение Раздел 1 Тема 1.1 МАСШТАБЫ АНТРОПОГЕННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ И ИХ ПОСЛЕДСТВИЯ 6 неделя Раздел 2 Тема 2.1-2.3 НАКОПЛЕНИЕ ХИМИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ В КЛЕТКАХ 9 неделя Раздел 3 Тема 3.2 3.2. Комплекты тестовых заданий Комплекты тестовых заданий в разработке 3.3. Самостоятельная работа 3.3.1. Поддержка самостоятельной работы (сборники тестов, задач, упражнений и др.) Белоусова З.П. Пищевые токсиканты. Учебное пособие. Изд-во “Самарский университет”. Самара. 2005.(Гриф УМО по химии) Белоусова З.П., Пурыгин П.П. Учебное пособие. Химические основы жизнедеятельности. Изд-во ”Самарский университет”. Самара. 2005. .(Гриф УМО по химии) 3.3.2. Тематика рефератов • Экология и экономика. • Определение фенольных токсикантов антропогенного происхождения в питьевой воде. • Методы определения цианидов в объектах окружающей среды. • Радиоактивные отходы, их классификация, методы переработки и захоронения. • Шумы, вибрация, проблемы города. • Примеры создания безотходных технологий. • Глобальные последствия Чернобыльской катастрофы. • Примеры использования твердых отходов. • Политика ресурсосбережения и комплексного использования сырья - стратегия решения экологических проблем. • Недостатки существующих очистных систем и сооружений. • Пестициды: разумный риск или путь в пропасть. • Утилизация отходов сельского хозяйства методами биотехнологии. • Загрязнение объектов окружающей среды токсичными металлами. • Биологическая очистка сточных вод. • Влияние ионизирующего излучения на живые организмы. • Нитрозамины - канцерогены. • Аварийная ситуация - существенный фактор воздействия на окружающую среду. • Классификация аварийных ситуаций, их диагностика. • Экономический подход к проблемам безопасности. Связь уровня безопасности с экономическими возможностями общества. • Роль химиков в охране окружающей среды. • Применение методов разделения веществ для классификации и утилизации отходов. • ДДТ: синтез, применение, последствия. • Международные системы контроля за состоянием окружающей среды. • Бензопиpен - новый синтетический канцеpоген. • Очистка объектов окpужающей сpеды от нефти. 3.4. Курсовая работа, её характеристика; примерная тематика - Не предусмотрены Итоговый контроль проводится в виде зачета в 9 семестре. Студент получает зачет по результатам контрольных работ, написания реферата и предоставления отчетов по лабораторным работам. 4. Технические средства обучения и контроля, использование ЭВМ • Система операционная система Windows. • Программа: Hyper Chem и Exсel (для расчетов и оформления отчетов лабораторных работ и рефератов). • Работа с ресурсами Internet: поиск информации по темам рефератов. 5.Активные методы обучения (деловые игры, научные проекты) - Не предусмотрены 6. Материальное обеспечение дисциплины Фотометр, кадмиевая колонка, гомогенизатор. • Для обеспечения данной дисциплины необходимо: наличие набора некачественных продуктов питания. 7. Литература 7.1. Основная (одновременно изучают дисциплину 25 человек) 1. Белоусова З.П. Пищевые токсиканты. Учебное пособие. Изд-во “Самарский университет”. Самара. 2005 .(Гриф УМО по химии) (120 экз). 2. Белоусова З.П., Пурыгин П.П. Учебное пособие. Химические основы жизнедеятельности. Изд-во ”Самарский университет”. Самара. 2005 .(Гриф УМО по химии) (120 экз). 7.2. Дополнительная 1. Скурлатов Ю.И., Дука Г.Г., Мизити А. Введение в экологическую химию. М.: Высшая школа. 1994. 2. Остроумов С.А. Введение в биохимическую экологию. Изд.МГУ. 1986. 3. Окружающая среда и человек. Учебное пособие для вузов. 2-е издание переработанное и дополненное. М. 1986. 4. “Вредные вещества в промышленности” под ред. Лазарева Н.В. М.: изд. МГУ. 1986. 7.3. Учебно-методические материалы по дисциплине 1. Белоусова З.П. Пищевые токсиканты. Учебное пособие. Изд-во “Самарский университет”. Самара. 2005. 2. Белоусова З.П., Пурыгин П.П. Учебное пособие. Химические основы жизнедеятельности. Изд-во ”Самарский университет”. Самара. 2005. Ключевые слова: обучение образование высшая школа, поллютанты токсиканты вредные вещества, токсикология экологическая химия, загрязнение атмосферы соединениями серы диоксидом серы сероводородом, загрязнение атмосферы соединениями азота диоксидом азота ПАН, фотохимический смог загрязняющие атмосферу вещества, диоксины структура свойства основные источники производство, пестициды, бытовые отходы и проблемы их уничтожения, нитрозамины, токсичность, классификация загрязнений Источники загрязнения биосферы Радиационное загрязнение окружающей среды опасные радионуклиды, накопление химических веществ в клетках, состав и функции плазматических мембран