Методические указания к семинарским занятиям


с. 1
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

  1. 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

  1. 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

  1. Биогеохимические циклы микроэлементов

Состав группы микроэлементов. Методы извлечения микроэлементов из почвы. Глобальные циклы меди, цинка, селена. Биогеохимия бора, молибдена.

2

  1. 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

  1. Биогеохимия окружающей среды

Биогеохимия ртути. Биогеохимия свинца. Биогеохимическое моделирование.

2

  1. Региональная биогеохимия

Биогеохимия арктических экосистем. Биогеохимия бореальных и суб -бореальных экосистем. Биогеохимия степей и пустынь. Биогеохимия тропических экосистем. Сельскохозяйственные экосистемы.

2

  1. 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


  1. Bashkin V.N. Modern biogeochemistry / Kluwer Academic Publishers New York, Boston, Dordrecht, London, Moscow, 2003. - 555 p.

  2. 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.

  3. Вернадский В.И., Проблемы биогеохимии. Тр. биогеохим. Лаборатории. М.: Наука, 1980. т.16. - 78 с.

  4. Голдовская Л.Ф. Химия окружающей среды. М., Мир; БИНОМ, Лаборатория знаний, 2008. – 295 с.

  5. Добровольский В.В., Основы биогеохимии: Учебник для студентов высших учебных заведений.- М.: Академия, 2003. - 400 с.

  6. Орлов Д.С., Садовникова Л.К., Суханова Н.И. Химия почвы: Учебник. – М.: Высш. шк., 2005. – 558 с.

3.2. Дополнительная литература




  1. Андруз Дж., Бримблекумб П., Джикелз Т., Лисс П. Введение в химию окружающей среды. Пер. с англ. – М.: Мир, 1999. – 271 с.

  2. Ваганов Е.А. и др. Леса и болота Сибири в глобальном цикле углерода // Сиб. экол. журн. – 2005. - №4. – С. 631-649.

  3. Горленко В.М., Дубинина Г.А., Кузнецов С.И. (1977) Экология водных микроорганизмов. М, изд. «Наука», 288 с.

  4. Добровольский В.В. География микроэлементов. Глобальное рассеяние. М.:Мысль, 1983.

  5. Дривер Дж. Геохимия природных вод. М.:Мир.1985.

  6. Емлин Э.Ф. Общая геохимия. Екатеринбург: УГГУ, 2007.

  7. Ершов Ю.И., Органическое вещество биосферы и почвы. – Новосибирск: Наука. 2004. – 104 с.

  8. Иванов В.В. Экологическая геохимия. Т.I -VI. М.: Недра. 1994-1997.

  9. Кондратьев К.Я., Крапивин В.Ф., Моделирование глобального круговорота углерода. – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2004. – 336 с.

  10. Круговорот вещества в природе и его изменение хозяйственной деятельностью человека. МГУ, 1980.

  11. Лесные экосистемы Енисейского Меридиана. – Новосибирск: Издательство СО РАН. 2002.- 356 с.

  12. Розанова Е.П., Кузнецов С.И. Микрофлора нефтяных месторождений. М, изд. «Наука», 1974.

  13. Тарко А.М., Антропогенные изменения глобальных биосферных процессов. Математическое моделирование. - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2005. – 232 с.

  14. Чупрова В.В. Углерод и азот в агроэкосистемах Средней Сибири. – Красноярск: КГУ. - 1997. - 166 с.

  15. 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:


  1. Агрохимия

  2. Геохимия

  3. Микробиология

  4. Океанология

  5. Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов.

  6. Плодородие

  7. Почвоведение

  8. Почвознание, Агрохимия и Екология (Болг.)

  9. Природные ресурсы

  10. Проблемы окружающей среды и природных ресурсов

  11. Проблемы экологического мониторинга и моделирование экосистем.

  12. Сибирский экологический журнал

  13. Успехи современной биологии

  14. Химия растительного сырья

  15. Экологическая химия.

  16. Экология

  17. Экология моря

  18. Biogeochemistry

  19. Biogeosciences

  20. Biogeosciences Discussions

  21. Evolutionary Biology

  22. 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




с. 1

скачать файл