Российская Федерация
министерство образования и науки
федеральное агенство по образованию
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
БИОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ
КАФЕДРА ЗООЛОГИИ И ИХТИОЛОГИИ
Гидробиология и водная экология
Учебно-методический комплекс. Рабочая учебная программа для студентов ЭГФ по специальности Гидрология
Тюмень 2009
. Гидробиология и водная экология. Учебно-методический комплекс. Рабочая учебная программа для студентов ЭГФ специальности 020601.65 «Гидрология». Тюмень: Издательство Тюменского государственного университета. 20с.
Учебно-методический комплекс «Гидробиология и водная экология» составлен в соответствии с требованиями Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования для студентов специальности «Гидрология». Рабочая учебная программа включает в себя пояснительную записку, содержание дисциплины, тематический план с указанием аудиторных часов и часов для самостоятельной работы по темам, перечень контрольных вопросов для самопроверки, список литературы.
Рабочая учебная программа дисциплины опубликована на сайте ТюмГУ: Охраняемые животные Тюменской области [электронный ресурс] / Режим доступа: http://www.umk.utmn.ru, свободный.
Рекомендовано к электронному изданию Учебно-методической комиссией биологического факультета. Одобрено Учебно-методической секцией Ученого Совета ТюмГУ.
ОТВЕТСТВЕННЫЙ РЕДАКТОР: , д. б.н., профессор
РЕЦЕНЗЕНТЫ: , д. б.н., доцент
, д. б.н., профессор
© Тюменский государственный университет, 2009
РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
«УТВЕРЖДАЮ»:
Проректор по учебной работе
_______________________ //
__________ _____________ 200__г.
ГИДРОБИОЛОГИЯ И ВОДНАЯ ЭКОЛОГИЯ
Учебно-методический комплекс
Рабочая учебная программа для студентов ЭГФ специальности 020601.65 «Гидрология».
«ПОДГОТОВЛЕНО К ИЗДАНИЮ»:
Автор работы _____________________________//
«______»___________200__г.
Рассмотрено на заседании кафедры зоологии и ихтиологии « » 2009,
протокол № « »
Соответствует требованиям к содержанию, структуре и оформлению.
«РЕКОМЕНДОВАНО К ПЕЧАТНОМУ ИЗДАНИЮ»:
Объем _________стр., тираж _________экз.
Зав. кафедрой ______________________________//
«______»___________ 200__ г.
Рассмотрено на заседании УМК ТюмГу билогического факультета « » _________ 2009,
Протокол № « »
Соответствует ФГОС ВПО и учебному плану образовательной программы.
«СОГЛАСОВАНО»:
Председатель УМК ________________________//
«______»_____________200__ г.
«СОГЛАСОВАНО»:
Зав. методическим отделом УМУ_____________//
«______»_____________200__ г.
РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
«УТВЕРЖДАЮ»:
Проректор по учебной работе
_______________________ //
__________ _____________ 200__г.
ГИДРОБИОЛОГИЯ И ВОДНАЯ ЭКОЛОГИЯ
Учебно-методический комплекс
Рабочая учебная программа для студентов ЭГФ специальности 020601.65 «Гидрология».
«ПОДГОТОВЛЕНО К ИЗДАНИЮ»:
Автор работы _____________________________//
«______»___________200__г.
Рассмотрено на заседании кафедры зоологии и ихтиологии « » 2009,
протокол № « »
Соответствует требованиям к содержанию, структуре и оформлению.
«РЕКОМЕНДОВАНО К ПЕЧАТНОМУ ИЗДАНИЮ»:
Объем _________стр., тираж _________экз.
Зав. кафедрой ______________________________//
«______»___________ 200__ г.
Рассмотрено на заседании УМК эколого – географического факультета « » _________ 2009, протокол № « »
Соответствует ФГОС ВПО и учебному плану образовательной программы.
«СОГЛАСОВАНО»:
Председатель УМК ________________________//
«______»_____________200__ г.
«СОГЛАСОВАНО»:
Зав. методическим отделом УМУ_____________//
«______»_____________200__ г.
1. Пояснительная записка
Гидробиология и водная экология - дисциплина, изучающая население гидросферы во взаимосвязи с окружающей средой и биологические явления в водоемах, возникающие в результате взаимодействия живых компонентов друг с другом и с неживой природой.
Цель курса: ознакомить студентов с основами гидробиологии, сформировать представление о структурно-функциональной организации биоты водных экосистем, о единстве живых организмов и среды их обитания.
Основные задачи курса:
-познакомить с основными экологическими группировками гидробионтов;
-показать основные приспособления животных к обитанию в толще воды и на дне водоемов;
-рассмотреть пищевые взаимоотношения водных организмов;
- познакомить с особенностями развития флоры и фауны континентальных и морских водоемов;
-раскрыть основы биологической продуктивности водоемов и рационального использования гидросферы.
-показать пути и формы взаимоотношений, при которых обеспечивается оптимум жизненных интересов человека и безопасность функционирования водных экосистем;
2. Тематический план изучения дисциплины
№ | Лекции | Практика | Самостоятельная работа | |
1. | Введение Жизненные формы | 8 | 4 | 6 |
2. | Основные факторы среды и адаптации гидробионтов | 6 | 4 | 8 |
3. | Движение гидробионтов | 2 | 2 | 6 |
4. | Питание и пищевые взаимоотношения водных организмов | 6 | 2 | 6 |
5. | Континентальные водоёмы и их население | 6 | 4 | 6 |
6. | Мировой океан и его население | 4 | 2 | 6 |
7. | Экологические проблемы чистой воды и охраны водных экосистем. | 4 | - | 8 |
Итого: | 36 | 18 | 46 | |
Форма контроля | Экзамен (7 семестр) |
3. Содержание курса
Тема 1. Введение. Жизненные формы гидробионтов.
Предмет, методы и задачи гидробиологии. Причины появления дисциплины. Основные направления в гидробиологии: промысловая, санитарно-медицинская, техническая, продукционная гидробиология, радиоционная гидробиология, палеогидробиология. Первичноводные и вторичноводные гидробионты. Эврибионты, стенобионты, убиквисты. Жизненные формы гидробионтов - планктон, нектон, бентос, плейстон, нейстон, перифитон. Приспособление гидробионтов к различным биотопам.
Тема 2. Основные факторы среды и адаптации гидробионтов.
Движение воды. Механико-динамические свойства грунтов. Их влияние на распределение водного населения. Температура и ее роль в жизни гидробионтов. Температурные адаптации. Взаимодействие водных организмов с активной реакцией среды. Свет - эвфотическая, мезофотическая, олигофотическая и афотическая зоны. Распределение гидробионтов по зонам. Биолюминесценция. Растворенные и взвешенные в воде вещества. Газы. Адаптации гидробионтов к газообмену. Соли. Водно-солевой обмен у гидробионтов, их способность к регуляции. Звук. Гидростатическое давление. Электричество.
Тема 3. Движение гидробионтов.
Рецепторы и ориентация движений в водной среде. Активные и пассивные движения гидробионтов. Изменение скорости активного движения: влияние температуры, давления, освещенности, концентрации пищевых частиц. Миграции. Удержание на твердом субстрате. Плавучесть.
Тема 4. Питание и пищевые взаимоотношения гидробионтов.
Кормовые ресурсы, кормовая база, кормность водоемов. Особенности питания водных животных Эндогенное и экзогенное питание. Питание растворенными органическими веществами (гипотеза М. Мережковского и А. Пюттера). Питание за счет водорослей-симбионтов. Способы добывания пищи - заглатывание, фильтрация, седиментация, пастьба, охота. Спектры питания и пищевая элективность. Пищевая пластичность водных животных. Трофические уровни и пищевые цепи. Понятия о первичной и вторичной продукциях.
Тема 5. Континентальные водоемы и их население.
Реки. Ведущие факторы абиотической среды. Население рек. Специфика речного планктона и бентоса. Озера. Особенности распределения гидробионтов в биотопах. Биологическая классификация озер. Специфика условий обитания в болотах. Флора и фауна болот. Искусственные водоемы (водохранилища, пруды, каналы, чеки) - специфика условий обитания и их население. Подземные и интерстициальные воды и их население - троглобионты. Временные водоемы. Приспособление организмов к перенесению неблагоприятных условий. Биоресурсы. Аквакультура в пресных водах.
Тема 6. Мировой океан и его население.
Экологические зоны бентали и пелагиали. Общая характеристика населения. Биполярное распределение животных. Грунты, водные массы и течения. Население пелагиали, бентали и их широтное распределение. Население разных глубин. Вертикальные миграции животных. Адаптации, связанные с глубоководным образом жизни. Приливно-отливная зона и адаптации гидробионтов. Население опресненных морей. Биологические ресурсы Мирового океана и их использование. Марикультура.
Тема 7. Экологические проблемы чистой воды.
Загрязнение водоемов. Биологическое самоочищение водоемов и формирование качества вод. Минерализация органического вещества. Биоседиментация и осветление воды. Биологическая детоксикация. Фотосинтетическая аэрация воды. Экологические основы борьбы с биологическими помехами. Экологические основы охраны гидросферы. Гидробиологический мониторинг. Биологическая индикация загрязнения водоемов.
4. Практические занятия
Тема 1. Жизненные формы гидробионтов.
Планктон. Приспособление к планктонному образу жизни: редукция скелета (фиксированный материал и детали скелета кальмаров и каракатиц, крылоногие моллюски); обводнение тела (фиксированный материал –сцифомедузы, сине-зеленые водоросли); жировые включения (живой материал - низшие ракообразные); газовые включения (сине-зеленые водоросли, личинки комаров хоаборусов); уплощение и образования выростов (планктонные водоросли Ceratium, Chaetoceros )
Бентос. Приспособления организмов к обитанию на дне водоемов: прикрепленные организмы (фиксированный материал - пресноводные и морские губки, усоногие ракообразные, мшанки, моллюски, водоросли, кораллы); сверлящие организмы (фиксированый материал двустворчатые моллюски Teredo, морские ежи, губки); закапывающиеся организмы (фиксированный материал - полихеты, двустворчатые моллюски, личинки комаров-хирономид); животные, обитающие на поверхности грунта (фиксированный материал - двустворчатые моллюски, морские ежи, музейные препараты - крабы, камбалы, бычки, скаты).
Нектон. Особенности строения в сравнительном плане. Музейные препараты.
Тема 2. Взаимодействие гидробионтов с факторами среды.
Защитные приспособления. В качестве примера рассматриваются эфиппии ветвистоусых раков, геммулы губок, статобласты мшанок.
Соленость воды. Влияние изменений солености на организм (фиксированный материал-жаброногий рачок Artemia). Стеногалинные и эвригалинные формы (музейные препараты).
Органы дыхания. Кожное дыхание. Строение головного щита Cladocera. Дыхание при помощи жабр (фиксированный материал – многощетинковые черви, ракообразные - речной рак, гаммарус, двустворчатые моллюски, личинки ручейников и стрекоз); дыхание атмосферным воздухом (фиксированный материал: жук-плавунец, личинки двукрылых насекомых из семейств Syrphidae - крыски, Stratiomydae - львинки, Culicidae - кровососущие комары).
Сезонные изменения планктона. Цикломорфоз (фиксированный материал - коловратки, ветвистоусые раки, пирофитовая водоросль Ceratium.
Свет и суточные вертикальные миграции. Светящиеся организмы (музейные препараты).
Тема 3. Движение гидробионтов.
Движение при помощи антен и торакальных конечностей. Наблюдение живых веслоногих и ветвистоусых ракообразных. Движение при помощи коловращательного аппарата (живой материал – коловратки); реактивное движение (фиксированный материал – гидроидные медузы); движение с помощью ундулирующих мембран и щетинок (живой и фиксированный материал – гребневики, турбеллярии).
Тема 4. Пищевые взаимоотношения водных организмов.
Фильтрационное питание. Изучение фильтрационного аппарата ветвистоусых ракообразных (фиксированный материал). Седиментация (фиксированный материал - губки, полихеты, мшанки). Детритофаги, хищники (музейные препараты).
Тема 5. Континентальные водоемы и их население.
Знакомство с разнообразием планктонных и бентосных форм разных континентальных водоемов (фиксированный материал - пробы, взятые из озера, реки, болота и пруда). Нектон (музейные препараты).
Тема 6. Мировой океан и его население.
Основные представители морской фауны (музейные препараты рыб, моллюсков, медуз).
5. Самостоятельная работа
Тема 1. Введение. Жизненные формы гидробионтов.
Темы рефератов. «Реактивный способ движения у водных организмов». «Способы увеличения скорости движения у гидробионтов». «Положительгная и отрицательная плавучесть. Приспособления гидробионтов». «Представители планктобентоса морских и пресных водоемов». «Представители плейстона морских и пресных водоемов». «Способы удержания на твердом субстрате у моллюсков и ракообразных». «Защита от засыпания взвесью».
Тема 2. Взаимодействие гидробионтов с факторами среды
Темы рефератов. «Влияние на организмы процессов опреснения и осолонения». «Солевой анабиоз у гидробионтов». «Приспособление гидробионтов к дыханию растворенным в воде кислородом». «Приспособление гидробионтов к дыханию атмосферным кислородом». «Распределение организмов по водоемам с различным рН». «Явление цикломорфоза у пресноводных беспозвоночных». «Особенности размножения гидробионтов в связи с температурой».
Тема 3. Движение гидробионтов.
Тема рефератов. «Регуляция скорости пассивного погружения». «Элементарная модель суточной вертикальной миграции». «Значение суточных вертикальных миграций». «Ориентация гидробионтов при погружении». «Методы исследования двигательной активности у гидробионтов». «Влияние биотических факторов на двигательную активность гидробионтов».
Тема 4.Питание и пищевые взаимоотношения гидробионтов.
Тема рефератов. «Водоросли-симбионты, как источник питания водных животных». «РОВ в питании гидробионтов». «Количественная оценка выборочности питания». «Пример конкуренции у водных организмов за пищевые ресурсы». «Пример биохимического ингибирования у водных организмов за пищевые ресурсы».
Тема 5. Континентальные водоемы и их население.
Темы рефератов. «Чеки, их фауна и хозяйственное значение». «Временные водоемы и их биологические особенности». «Тропические пресные озера и жизнь в них». «Жизнь в горячих источниках». «Население ключей и ручьев». «Флора озера Байкал», «Фауна озера Байкал», «Гидробионты колодезной воды». «Население бассейнов особого химического состава», «Интерстициальные воды и жизнь в них».
Тема 6. Мировой океан и его население.
Темы рефератов. «Население опресненных морей». «Черные курильщики и их население». «Соотношение пространственных и временных масштабов биологических процессов в океане». «Свечение морских организмов и его биологическое значение». «Особенности условий обитания и население Саргассова моря». «Население льдов Арктики».«Население льдов Антарктики».
Тема 7. Экологические проблемы чистой воды.
Тема рефератов. «Моллюски как биофильтры водных экосистем». «Водные организмы, разрушающие нефть и нефтепродукты». «Экологические аспекты очистки сточных вод». «Влияние метаболитов водных животных на качество воды».
6. Контрольные вопросы.
1.Экологические зоны бентали и пелагиали озер.
2.Особенности обитания животных в подземных водах.
3.Биологическая классификация озер.
4.Нектон и его приспособления к обитанию в пелагиали.
5.Экологические группы бентоса.
6.Перифитон. Проблема борьбы с обрастанием.
7.Нейстон. Особенности условий обитания.
8.Приспособления гидробионтов к неблагоприятным условиям среды.
9.Характеристика эвритермных и стенотермных организмов.
10.Активные и пассивные фильтраторы.
11.Основные факторы определяющие продуктивность водоемов.
12.Причины вертикальных и горизонтальных миграций животных.
13.Ориентация животных в водной среде.
14.Физико-химические свойства воды и грунта.
15.Растворимые и взвешенные органические вещества.
16.Условия жизни и население пелагиали озер.
17.Реки, озера, болота и их обитатели
18.Планктон и его приспособления к жизни в пелагиали
19.Способы добывания пищи.
20.Спектры питания и пищевая элективность.
21.Структура популяций гидробионтов.
22.Динамика численности и биомасса популяций.
23.Межпопуляционные отношения в гидробиоценозах.
24.Структурные и функциональные особенности гидробиоценозов.
25.Биологические ресурсы гидросферы.
26.Аквакультура в пресных водах.
27.Марикультура рыб и беспозвоночных.
28.Экологические основы охраны гидросферы.
29.Основные биоценозы морей и континентальных водоемов.
30.Экологические основы жизнедеятельности гидробионтов.
7. Учебно-методическое обеспечение дисциплины
7.1. Рекомендуемая литература:
А) Основная литература
1. Биология океана /под ред. . Т. 1: Биологическая структура океана. М.: Наука, 19с.
2. , Герд , озера и водохранилища СССР. Их фауна и флора. М.: Изд-во АН СССР, 19с.
3. Кожова в гидробиологию. Л.: Наука, 19с.
4. Константинов гидробиология. М.: Высш. шк., 19с.
5. Экология водных беспозвоночных /под ред. . Нижний Новгород, 20с.
6. Березина . М.: Высш. шк., 19с.
Б) Дополнительная литература
1. Алимов в продукционную гидробиологию. Л.: Гидрометеоиздат, 19с.
2. Гиляров планктонных ракообразных в пресных водоемах. М.: Наука, 19с.
3. Киселев морей и континентальных водоемов. Л.: Наука, 1980. Т.с.
4. Кузнецов донных сообществ Мирового океана. М.: Наука, 19с.
5. Протасов перифитон. Киев: Наукова думка, 19с.
6. Основы прикладной экологии. Л.: Мир, 19с.
7. , Планктон. Л.: Гидрометеоиздат, 19с.
8. Общие основы изучения водных экосистем /под ред. . Л.: Наука, 19с.
9. Комулайнен фитоперифитона малых рек Восточной Фенноскандии. Петрозаводск, 2004.171с.
10. Шарапова внутренних водоемов Западной Сибири. Новосибирск, 20с.
11. Состояние экосистемы озера Неро в начале 21 века / под ред. . ИБВВ РАН, М.: Наука, 2008.406с.
7.2.Средства и материально-техническое обеспечение дисциплины
Занятия по дисциплине проводятся в лаборатории, оборудованной компьютерной системой и переносным видеооборудованием. Для чтения лекций имеется мультимедийная аудитория. В качестве наглядного материала используются плакаты, видеофильмы, музейный экспозиционный фонд. Для самостоятельной работы студентам рекомендуются Интернет-ресурсы: http://world-ocen.ru, www.oceanographers.ru, www.ocean.ru и др., а также видеофильмы: 1. Чудеса морских глубин. Часть 1-3 Эврика-фильм. 19Д. Аттенборо. Голубая планета. Часть 1-4. BBC WorldWide Ltd. 2001. Союз-Видео. 20Великие события природы. Сериалы из жизни морских обитателей.
