Темы дисциплин и виды занятий

№ п/п	Наименование темы дисциплины	Содержание темы
1.	Космические предпосылки формирования Земли и биосферы	Метеориты и их химический состав. Планеты Солнечной системы, их характеристики. Зависимость химического состава космических тел от гелиоцентрического расстояния. Формирование солнечной системы в результате ядерного синтеза. Две основные гипотезы о происхождении Земли в процессе аккумуляции конденсата охлажденного газа. Формирование Земли как современного геологического тела в результате первичных и последующих процессов дифференциации химических элементов. Формирование оболочек Земли- атмосферы, гидросферы и литосферы в процессе геологической истории планеты.
2.	Появление живого вещества на Земле, его эволюция.	Разные точки зрения на возникновение жизни на Земле (И. Кант, В.Томсон, Ч.Дарвин, В.И.Вернадский, Л.А.Зенкевич, Л.С.Берг). Зарождение жизни в результате биологической эволюции, возникшей вслед за химической, одновременно с появлением планеты. Морфологические и геохимические следы былых биосфер. Изотопные методы исследования. Теория космического происхождения живого вещества. Органические соединения и аминокислоты метеоритных тел. Катализирующая роль ионизирующей радиации рассеянных изотопов в синтезе органических соединений в ранней Солнечной системе. Версии образования первых сложных молекул ДНК, лежащих в основе наследственности. Ограниченность минеральных ресурсов планеты и безграничность способности организмов к размножению. Наследственность, изменчивость и естественный отбор. Исторические этапы эволюции биоты: от прокариотов до многоклеточных, от гетеротрофного восстановительного к автотрофному окислительному режиму. Экспансия органического мира из океана на континенты.
	Ответвление фауны. Отличие растений от животных.	Колониальность. Начало дифференциации по функциям. Поздний докембрий с развитием многоклеточных беспозвоночных. Появление твердых покровов в кембрийский период. Образование скелетов и расширение возможностей обитания и питания. Появление хищничества. Ордовикский период и начало эволюции позвоночных. Многообразие форм, освоение новых сред обитания и типов питания. От морских к земноводным. Сухопутные рептилии. Яйцекладущие. Дифференциация размеров. Появление черепа. Динозавры, их разнообразие. Освоение воздушной стихии птерозаврами. Усиление борьбы за существование, усложнение межвидовых отношений. Появление класса млекопитающих в мезозое и их дальнейшая эволюция. Закономерности эволюции.
	Этапы эволюции биосферы Земли	Гетеротрофный восстановительный этап, давший начало жизни. Слабоокислительный аэробный фотосинтез, господство прокариотов. Окислительный этап – развитие фотоавтотрофной биосферы, формирование кислородной атмосферы - господство эукариотов. Интенсивное формирование осадочных пород, изменение характера литогенеза. Этапы исторического периода осадкообразования: закисно-окисный и углисто-карбонатно-галогенный.
	Возникновение учения о биосфере	Предпосылки и истоки учения о биосфере. Представления о взаимосвязи живых организмов со средой их обитания. Понятие природы, попытка целостного подхода к Жизни. Идеи К. Рулье, Ж. Кювье, Ю. Либиха, Ж.Б. Ламарка, А. Гумбольдта, Д.П. Марша, Ч, Дарвина, Я. Молешотта, В. Пфеффера, А. Энглера, Е. Варминга, Д.И. Менделеева, И.М. Сеченова, А.Н. Бекетова, В.В. Докучаева, В.И. Вернадского, Л.С.Берга, В.Н. Сукачева и др. Традиции русского космизма в становлении учения о биосфере. Представление о биосфере как об области жизни и создание целостного учения В.И. Вернадским. Геологическая роль живого вещества. Основные принципы биогенной миграции.
	Строение биосферы. Её пределы.	Биосфера-«пленка жизни». Вертикальное и горизонтальное строение биосферы. Почва и населяющие её организмы. Верхняя и нижняя границы биосферы. Озоновый экран как верхняя граница распространения жизни. Неоднозначность нижней границы биосферы. Факторы пространственной локализации и неравномерности распространения жизни. Сгущения жизни. Биосфера и географическая оболочка. Биогеоценоз (экосистема) как элемент горизонтальной структуры биосферы. Разнообразие живых организмов, многоуровневость их структурной организации. Ярусность биоценозов.
	Вещество биосферы. Теория живого вещества В.И Вернадского	Определения семи видов вещества на планете по В.И.Вернадскому: биокосное, биогенное, косное, рассеянное и компоненты радиоактивного распада, космического происхождения, живое и неживое. Живое вещество - функция биосферы, совокупность организмов, мощный энергетический фактор развития. Доля живого вещества в биосфере планеты. Химический состав живого вещества, постоянные и переменные элементы; главные, следовые и сопутствующие. Закон физико-химического единства живого вещества. Органические элементы в живом веществе: углеводы, липиды, белки. Нуклеиновые кислоты. Содержание органических веществ в различных организмах. Теория живого вещества В.И. Вернадского. Основные свойства живого вещества (растекание, метаболизм, самовоспроизводство, две формы движения и др.). Функции живого вещества: биохимическая, средообразующая, концентрационная 1 и 2 рода, окислительно-восстановительная и др. Видовые различия способности к концентрации химических элементов.
	Энергетика биосферных процессов и продуктивность экосистем	Основные виды энергии в биосфере (солнечная, радиоактивная, гравитационная и др.). Трансформация энергии зелеными растениями. Аккумулирование энергии живым веществом. Проявление законов термодинамики в биосфере. Биосфера как открытая термодинамическая система. Две формы энергии жизни. Свободная энергия живого вещества. Биогеохимическая энергия роста и размножения. Давление жизни. Составляющие энергетического баланса биосферы. Солнечная энергия. Механизмы фотосинтеза и хемосинтеза. Радиационный баланс земной поверхности, энергетический баланс, тепловой баланс суши и океана. Источники и потоки энергии в биологических системах. Поток энергии через трофические уровни, эффективность экосистем, пирамиды чисел, биомасс и энергии. Биотический круговорот веществ. Автотрофы и гетеротрофы, миксотрофы. Пищевые цепи. Продуценты, консументы, редуценты. Аэробные и анаэробные организмы.
	Биогеная миграция вещества. Биохимические процессы в биосфере.	Понятие о биогенной миграции. Качественное различие между биогенной и физико-химической миграцией химических элементов и соединений. Биохимические круговороты вещества и потоки энергии как основной механизм поддержания организованности и устойчивости биосферы. Незамкнутость круговоротов в биосфере и её планетарное значение. Скорость выхода вещества из активного круговорота. Доля вещества в циклическом обращении. Круговорот воды. Особенности физико-химических свойств воды и её биологическое значение. Круговорот углерода. Биологическое значение углерода. Запасы органического и неорганического углерода. Хозяйственная деятельность человека и трансформация круговорота углерода. Круговорот кислорода. Его биологическое значение. Биохимические, анатомические и физиологические механизмы использования кислорода организмами. Источники поступления кислорода в атмосферу. Круговорот азота. Фиксация азота и вовлечение его в биохимический круговорот. Организмы – фиксаторы азота. Проблемы загрязнения окружающей среды соединениями азота. Круговорот фосфора. Биологическое значение фосфора. Фосфор как лимитирующий фактор. Последствия нарушения круговорота фосфора. Круговорот серы. Биологическое значение серы. Резервный фонд. Антропогенная трансформация круговорота серы.
	Организация биосферы	Концепция В.И. Вернадского о биосфере как о планетарной организации, являющейся закономерной частью космической организованности. Кибернетические принципы организации биосферы. Иерархический порядок организации субординации живой природы. Л, Берталанфи и общая теория систем. Работы по биокибернетике И. Шмальгаузена и А. Колмогорова. Пространственная и временная организация биосферы, явление симметрии в жизненных процессах. Механизмы организации и самовоспроизводства живой материи на разных уровнях системной организованности (молекулярном, клеточном, организменном, популяционном, биогеоценозном, биосферном). Структура биосферы на термодинамическом, физическом, химическом и биологическом уровнях организованности. Парагенетический уровень организованности биосферы. Коэволюция атмосферы, литосферы, гидросферы и биосферы. Естественные факторы глобальных воздействий на биосферу.
	Ноосфера. Новая эволюционная стадия биосферы	Представления В.И. Вернадского о ноосфере. Предпосылки возникновения концепции. Биохимическая деятельность человека и ее геологическая значимость. Масштабы воздействия человека на биосферу. Научная мысль – главная предпосылка перехода биосферы в ноосферу. Нравственная сила разума. Концепции ноосферы Э. Леруа, П.Тейяра де Шардена и В.И. Вернадского: черты сходства и различия. Коэволюционный характер развития общества и природы на современном этапе развития биосферы. Условия преобразования биосферы в ноосферу по В.И. Вернадскому.
	Концепция устойчивого развития	Сверхинтенсивная эксплуатация и ограниченность природных ресурсов. Проблема загрязнения биосферы. Концепция устойчивого развития. Конференция ООН в Рио-де-Жанейро в 1992 году. Динамика современных мировых процессов, пути перехода к устойчивой экологичной системе хозяйствования. Концепция перехода России к устойчивому развитию и механизм его достижения. Экологическая доктрина России 2002

5.2 Темы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами: