МАТЕМАТИКА И ЕСТЕСТВЕННЫЕ НАУКИ

В настоящем пособии изложены основные представления о природном процессе позднего плейстоцена. В нем приводятся данные о природных условиях и органическом мире, изложены основные приемы восстановления климатов и ландшафтов ледниковых и межледниковых эпох неоплейстоцена.

Учебно-методическое пособие подготовлено на кафедре уравнений в частных производных и теории вероятностей математического факультета Воронежского государственного университета

В данном учебном пособии приводятся основные методики работы с ферментами, дается характеристика ферментов как биологических катализаторов, а так же их кофакторов. Основное внимание уделяется механизмам действия ферментов, кинетике протекания ферментативных реакций, влиянию ингибиторов и активаторов на скорость ферментативных реакций. Кроме этого, представлен материал относительно биосинтеза ферментов и их деградации, дается характеристика мультиферментным комплексам, рибозимам и каталитическим антителам (абзимам).

Учебно-методическое пособие подготовлено на кафедре органической химии химического факультета Воронежского государственного университета.

Спецкурс «Введение в тектонофизику» направлен, в первую очередь, на ознакомление студентов направления 020700 – Геология с важнейшими методиками современного структурного анализа при изучении геодинамики территорий.

Учебно-методическое пособие подготовлено на кафедре математических методов исследования операций факультета прикладной математики, информатики и механики Воронежского государственного университета.

Учебно-методическое пособие подготовлено на кафедре физики твердого тела и наноструктур физического факультета Воронежского государственного университета.

В методическом указании представлены программа, правила выполнения и оформления контрольной работы по дискретной математике

Содержание дисциплины, требование по каждому разделу, объем и сроки изучения, рекомендуемая литература

"Методические указания и контрольные задания для студентов, обучающихся по направлении 280100 ""Природообустройство и водопользование"""

В данной статье рассмотрен алгоритм проведения практических занятий архитектурной климатологии и акустики на строительном факультете университета. В отличие от традиционного методического обеспечения практического фрагмента курса общей физики, предлагаемый алгоритм предусматривает знакомство студентов с решением проблемы проектирования физической среды помещений, обеспечивающей комфортное пребывание людей и условий технологических процессов. Такой подход может способствовать повышению мотивационной составляющей учебного процесса.

В статье рассмотрена методика проведения лабораторных занятий с элементами учебно$ исследовательской работы студентов в процессе изучения физики в техническом университете. Приведен пример применения разработанной методики на лабораторной работе по оптике «Дифракция Фраунгофера».

Рассмотрена возможность обучения технологии и развития культуры физического эксперимента на примере фотоэлектрических исследований ZnO c адсорбированным красителем. Обсуждаются все основные этапы исследования от постановки эксперимента до интерпретации полученных результатов.

Рассмотрены вопросы преподавания основ голографии в курсе общей физики. Приведены принципы построения спецкурса «Голография и ее применение». Даны примеры выпускных квалификационных работ голографической тематики.

Показано, что принципиальная неизмеримость иррациональных чисел, встречающихся в теоретических моделях математической физики, делает проблематичной экспериментальную верификацию этих моделей и должна приниматься во внимание при обсуждении границ применимости теоретических конструкций, в частности, концепции детерминизма Лапласа. В экспериментальной физике использование дискретных вещественных чисел в качестве численных оценок значений физических величин, строго говоря, не имеет смысла. Такой оценкой является только доверительный интервал, в котором с определенной вероятностью прогнозируется нахождение измеренных значений. Это, в частности, приводит к необходимости критического обсуждения физического смысла понятий равенства и неравенства измеренных значений физических величин.

Показано, что один из основных вопросов классической термодинамики, а именно, оценка верхнего предела эффективности реальной тепловой машины, является не окончательно решенным и может быть предметом дальнейших уточнений. Дело связано с тем, что от идеальных условий, предполагаемых в исследовании Карно, а именно, квазистатичности термодинамических процессов в цикле Карно, возможны различные отклонения, прежде всего конечность времени цикла. Естественно, что значения реальной эффективности всегда заведомо меньше оценки, полученной Карно, однако уточненное значение сохраняет свойство универсальности (в смысле независимости от свойств рабочего тела).

Описан вариант лекционного изложения темы «Законы Максвелла распределения молекул газа по скоростям хаотического движения» в рамках курса общей физики технических ВУЗов. В основе изложения лежит последовательное использование условий постановки задачи и свойств функций распределения, что позволяет упростить процесс понимания и запоминания студентами смысла каждого сомножителя, входящего в функции распределения, обеспечивая безошибочное практическое применение различных функций распределения Максвелла применительно к поставленным задачам.

Показано, что игнорирование нулевого начала термодинамики может привести к ошибкам при изучении термодинамических процессов. В частности, неправильно трактуются результаты общеизвестных опытов с тремя сосудами, наполненными холодной, теплой и горячей водой.

В статье представлена теория магнитного поля многослойного соленоида конечной длины с произвольным числом витков. Описана методика экспериментального и теоретического изучения распределения магнитного поля соленоида при проведении лабораторного практикума в курсе физики для студентов инженерно$технических специальностей. Приведены результаты измерений, а также результаты теоретического расчета индукции магнитного поля внутри соленоида по специально разработанной программе.

В данной методической заметке предложены простые способы вывода выражения для плотности силы Абрагама, действующей со стороны электромагнитного поля на вещество. Эти способы полезны для начального ознакомления в лекционных курсах.

Подробно рассмотрены задачи по квантовой физике, предлагаемые на семинарских занятиях и в домашних заданиях студентам МГТУ им. Н.Э. Баумана в рамках курса общей физики. Тематика этих задач включает в себя волновые свойства микрочастиц, соотношения неопределенностей, стационарные задачи квантовой механики, измерение физических величин и принцип суперпозиции. Задачи сформулированы с учетом наиболее интересных квантовых явлений – туннельного эффекта, эффекта Рамзауэра, опыта Хофштадтера и т.д. Отмечена важность изучения студентами технических вузов квантовой физики как инженерной науки. Показано, что решения стандартных задач квантовой механики можно наглядно иллюстрировать результатами экспериментальных исследований, выполненными с помощью современных нанотехнологий.

В 2009 году исполнилось сто лет с выхода в свет первого руководства к выполнению лабораторных работ по физике профессора Московского университета А.П. Соколова [1]. С тех пор и в московском университете, в других вузах нашей страны, а также за рубежом было разработано множество лабораторных работ, посвященных изучению различных физических явлений и физических законов самыми разнообразными методами. По материалам учебных пособий различных вузов, посвященных физическому практикуму, по материалам публикаций в различных журналах, в том числе в реферативном журнале «Физика», на физическом факультете МГУ написаны книги [2–4], в которых собрана информация о лабораторных работах по механике, молекулярной физике, электричеству и магнетизму, опубликованных за прошедшие сто лет. В настоящей статье представляется книга [5], в которой описаны опубликованные за эти годы лабораторные работы по оптике.

Авторами разработана методика формирования исследовательских компетенций студентовфизиков в рамках лабораторного практикума. Методика предполагает, что, кроме предусмотренных программой лабораторных работ, студенты выполняют задания творческого характера, формулировка которых составлена в трех уровнях сложности. Методика формирования исследовательских компетенций студентов физиков раскрыта на примере выполнения творческого задания исследовать свойства наноматериала – магнитной жидкости. Приведены результаты эксперимента, подтверждающего эффективность применения данной методики проведения лабораторного практикума в вузе.

Проведено сравнение трех из исследуемых ценопопуляций Kochia prostrata по размерам пыльников, находящихся на разных стадиях развития // Проблемы сохранения и рационального использования биоразнообразия Прикаспия и сопредельных регионов : материалы VII заочной Международной научно-практической конференции. - 2010. - С. 23-26

Исследования возрастной структуры ценопопуляций festuca valesiaca проводили в шести естественных ценопопуляциях, произраставших в разно-травно-злаковых и в белополынно-злаковых фитоценозах //// Проблемы сохранения и рационального использования биоразнообразия Прикаспия и сопредельных регионов : материалы VII заочной Международной научно-практической конференции. - Элиста, 2010. - С. 18-20

Учебно-методическое пособие подготовлено на кафедре экспериментальной физики физического факультета Воронежского государственного университета.

Учебно-методическое пособие подготовлено на кафедре уравнений в частных производных и теории вероятностей математического факультета Воронежского государственного университета.

Учебное пособие подготовлено на кафедре зоологии и паразитологии Воронежского государственного университета.

Возрастная структура представляет собой один из существенных признаков ценопопуляций. В данной работе возрастные группы растений festuca valesiaca изучались на живом материале // Вестник института комплексных исследований аридных территорий. - 2009. - № 1. - С. 80-82

Изучена морфологическая структура ценопопуляций Festuca valesiaca в восьми естественных популяциях из злаково-белополынных и разнотравно-злаковых фитоценозов Ергенинской возвышенности // Научная мысль Кавказа, 2010. - № 4, Ч. 2. - С. 93-95

Научный интерес представляет выявление структурных и функциональных особенностей прибрежных экотонных систем, обусловленных адаптивными свойствами компонентов биоты к различным условиям водного режима // Проблемы сохранения и рационального использования биоразнообразия Прикаспия и сопредельных регионов : материалы VII заочной Международной научно-практической конференции. - Элиста, 2010. - С. 50-54

Исследована ценопопуляция в разнотравно-житняково-белополынном фитоценозе на светло-каштановых солонцеватых почвах Республики Калмыкия //Сборник материалов I Республиканского Фестиваля науки. - Элиста : КалмГУ, 2012. - С. 81-83

В целях успешного и осознанного усвоения учащимися экологических знаний в работе используются различные методы изложения и закрепления учебного материала. Одним из таких методов является решение задач, в частности генетических задач с экологическим содержанием //Проблемы сохранения и рационального использования биоразнообразия Прикаспия и сопредельных регионов : материалы VI международной конференции. - Элиста, 2009. - С. 125-126

Изучены особенности местообитания и изменчивости морфометрических показателей растений Agropyron pectinatum (житняк гребневидный). Выбор объекта обусловлен тем, что он является хорошим пастбищным и сенокосным растением // Проблемы сохранения и рационального использования биоразнообразия Прикаспия и сопредельных регионов : материалы VII заочной Международной научно-практической конференции. - Элиста, 2010. - С. 46-48

Исследована возрастная структура двух ценопопуляций Helichrysum arenarium на Ергенинской возвышенности // Проблемы сохранения и рационального использования биоразнообразия Прикаспия и сопредельных регионов : материалы VII заочной Международной научно-практической конференции. - 2010. - С. 44-46

В статье даны результаты исследования по изучению фитоценотической приуроченности видов житняка на территории Республики Калмыкия // Сборник трудов молодых ученых, аспирантов и студентов Калмыцкого государственного университета. - 2011. - С. 159-161

В работе совместно со станцией агрохимслужбы РК "Калмыцкая" представлены резкльтаты исследования химического состава и питательной ценности разных сообществ, в которых произрастает Festuca Valesiaca // Сборник трудов молодых ученых, аспирантов и студентов Калмыцкого государственного университета. - 2011. - С. 136-138

Учебное пособие содержит методику решения и различные типы задач по разделам курса «Генетика и селекция», в которых традиционно решаются генетические задачи.

Исследовано влияние минеральной воды месторождения Хар-Булг на экспериментальное этаноловое и стрессорное язвообразование у крыс// Проблемы сохранения и рационального использования биоразнообразия Прикаспия и сопредельных регионов : материалы VII заочной Международной научно-практической конференции. - Элиста, 2010. - С. 95-99

На территории Калмыкии обнаружены достаточно хорошие и перспективные в плане курортологического освоения гидроминеральные и грязевые ресурсы. Эти воды могут быть рекомендованы для бальнеолечения. Все изложенные данные по гидроминеральным ресурсам более 30-летней давности и требуют тщательной перепроверки // Проблемы сохранения и рационального использования биоразнообразия Прикаспия и сопредельных регионов : материалы VII заочной Международной научно-практической конференции. - Элиста, 2010. - С. 105-107

В работе показана необходимость комплексного исследования пелоидов соленых озер Калмыкии с перспективой строительства бальнеологического центра. Гидроминеральные и грязевые ресурсы республики Калмыкия требуют достаточно пристального внимания со стороны как правительства республики, так и поддержки центральных органов власти России в перспективе освоения территории Калмыкии как еще одной санаторно-курортной зоны России.

Данная работа связана с изучением биологии жабронога Artemia Salina, обитающего в грязевом месторождении Озера Большое Яшалтинское, и является одной из ряда исследований, проводящихся в целях всестороннего изучения грязевого месторождения.

Гидроминеральные и грязевые ресурсы Республики Калмыкия требуют достаточно пристального внимания правительства России в перспективе освоения территории Калмыкии как еще одной санаторно-курортологической зоны России // К единству России : аспекты регионального и национального взаимодействия : материалы конференции. - Элиста, 2009. - С. 507-516.

Учебное пособие содержит тестовые задания для подготовки к итоговой аттестации по физиологии человека и животных по следующим дидактическим единицам: Пищеварение, Дыхание, Обмен веществ и энергии, Теплопродукция и теплорегуляция, Иммунология, Выделение, Высшая нервная деятельность, Центральная нервная система, Физиология возбудимых тканей, Адаптация; по физиологии растений по следующим дидактическим единицам: Физиология растительной клетки, Водный режим, Фотосинтез, Дыхание, Минеральное питание, Рост и развитие растений, Устойчивость растений к неблагоприятным условиям. - Элиста : Издательство Калмыцкого университета, 2013. - 50 с.

Гидролизный лигнин представляет особый интерес в качестве перспективного исходного сырья для получения ароматических соединений для дальнейшего их использования, в том числе и для последующего органического синтеза. Одним из способов модификации лигнина является его деструкция с использованием оснований. Работа посвящена исследованию процессов сольволиза гидролизного лигнина в растворах гидроксида натрия в различных условиях. Для исследований взят гидролизный лигнин Кировского биохимического завода. Воздушно-сухие образцы лигнина просеивали через сита (~0,25 мм) и измельчали на роторно-вихревой мельнице (~5 мкм). Установлено влияние условий обработок на степень деструкции гидролизного лигнина в зависимости от концентрации щелочи (2...10 %), вида растворителя (вода, этанол), гидромодуля (от 1:10 до 1:25), температуры (100...240 °C), времени варки (0,5...2,5 ч), степени измельчения образца (0,25 мм и 5 мкм). Для оценки глубины фрагментации лигнина продукты его щелочной деструкции в водной и спиртовой средах исследовали методом высокоэффективной эксклюзионной хроматографии. Показано, что с увеличением температуры обработок увеличивается доля низкомолекулярных соединений - олигомеров. Для характеристики структурных изменений в процессе сольволиза образцы продуктов щелочной деструкции лигнина были проанализированы методом твердотельного 13С ЯМР. Определено количественное соотношение кластеров «С Ar-O», «С Ar-C», «С Ar-H» в исходном лигнине, продуктах щелочной деструкции гидролизного лигнина, варки при температуре 200 и 220 °С. Анализ показал, что увеличение температуры щелочных обработок приводит к увеличению количества углерод-углеродных связей в лигнине. В результате проведенных исследований установлено, что наибольшая глубина деструкции гидролизного лигнина наблюдается при использовании следующих условий: 5% NaOH, продолжительность обработок 2 ч, гидромодуль 1:20. Показано, что глубина деструкции возрастает в интервале температур 180...240 °С, при этом степень растворения технического гидролизного лигнина достигает 99 %. При данных условиях процесс деструкции исследованных образцов лигнина в спиртовой щелочи протекает быстрее и глубже в сравнении с водным раствором гидроксида натрия.

МИКРОФЕНОЛОГИЯ ЖЕНСКОГО РЕПРОДУКТИВНОГО ЦИКЛА И СТРУКТУРА УРОЖАЕВ СЕМЯН СОСНЫ ОБЫКНОВЕННОЙ В СЕВЕРНОЙ ТАЙГЕ

Walnut trees have been shown to be very sensitive to abiotic stresses, especially to soil hypoxia consequence of soil flooding or waterlogging. The aim of study was to search for correlation between polyphenols and tolerance to flooding stress. Two-three years old walnut trees, Juglans regia, J. nigra and interspecific hybrids, grown in pots were subjected to soil flooding in summer at full leaves expansion. In high sensitive J. regia trees, when flooded, the net CO 2 assimilation rapidly decreased and 3-4 days of flooding were enough to block the recovery when soils was drained. In walnut hybrid ( J. nigra x J. regia ) and less sensitive J. regia genotypes, a longer resistance was observed; after 13 days of treatment leaves culd still be green and trees can recovered till to the normal photosynthesis when drained. J. nigra when flooded reduced net photosynthetic rate but maintained leaves without damages and with the capacity to recover CO 2 assimilation. The data showed resistance of J. nigra and hybrid trees and of some J. regia genotypes to the stress. The HPLC analyses of polyphenols showed a modification of the patterns during the stress. The plants less tolerant to hypoxia have higher content of polyphenols distributed in a lot of compounds. Trees more tolerant, J. nigra, showed a very simple HPLC pattern. All samples contained juglone, more in less tolerant genotypes. Hydroxy juglone glucoside was detectable in all genotypes, but only in low quantity, it increased in trees with high resistance to hypoxia and decreased in J. regia. Less flooded tolerant J. regia genotypes have higher polyphenols and juglone content. The metabolism of hydroxyl juglone glucoside could be involved in a mechanism of juglone detoxification during the hypoxia to give stress tolerance.

Крупные древесные остатки являются важным компонентом лесных насаждений, функциональная роль которых практически не изучена. Цель данной работы состояла в определении запасов органического вещества крупных древесных остатков, представленных сухостоем, валежом и пнями в старовозрастных ельниках средней тайги. Приведены результаты определения базисной плотности здоровой и гниющей древесины ели, сосны и березы, находящейся на разных стадиях разложения. Базисная плотность показывает, какое количество абсолютно сухого вещества содержится в единице объема. Используя результаты анализа морфологических характеристик деревьев сухостоя, валежа, пней (высота, диаметр, стадия разложения), полученных на постоянных пробных площадях, определены запасы гниющей древесины в экосистемах коренных ельников и спелого производного лиственного насаждения. На основе базисной плотности и запасов древесины определена масса органического вещества в крупных древесных остатках, запасы которого в ельниках составляют 19,5…34,9 т/га, в лиственном насаждении - 19,0 т/га. Показано, что пул органического вещества в крупных древесных остатках зависит от стадии развития фитоценоза. Наличие в древостоях старовозрастных деревьев и постепенный их отпад способствуют переходу органического вещества из живой фитомассы в древесный дебрис. Охарактеризован вклад различных компонентов в формирование запасов крупных древесных остатков и соотношение стадий их разложения, роль которых в формировании общих запасов в насаждениях различается. Наличие древесного дебриса преимущественно первых двух стадий деструкции объясняется активным зарастанием мхами древесины валежа более поздних стадий разложения. В результате их наличие трудно выявить при перечете и практически невозможно определить точные размеры.

В настоящее время спрос на волокнистые полуфабрикаты для изготовления бумаги и картона существенно возрастает в результате увеличения их потребления. Совершенствование структуры потребления древесного сырья предусматривает увеличение доли быстрорастущей лиственной древесины, направляемой на переработку. Для управления технологическими процессами и качеством продукции необходимы данные о строении, составе и свойствах древесины, закономерностях превращения компонентов древесины на молекулярном и надмолекулярном уровнях при химическом и физическом воздействиях. Ряд таких факторов, как комплекс природно-климатических условий, возраст дерева и время рубки, оказывают влияние на содержание и распределение основных компонентов древесины даже в пределах одного вида. В последние десятилетия наблюдается активный интерес к древесине осины как с точки зрения генетических и биохимических исследований, так и с точки зрения перспективности сырья для целлюлозно-бумажной промышленности при выработке химико-термомеханической массы и др. волокнистых материалов. Цель работы - показать влияние абиотических факторов и продолжительности жизни на компонентный состав лиственной быстрорастущей древесины на примере осины. Для достижения поставленной цели необходимо: исследовать химический состав разновозрастной древесины осины, отобранной в разных климатических зонах; оценить влияние абиотических факторов на изменение содержания основных компонентов древесины и продолжительности жизни дерева на изменение содержания основных компонентов древесины. Для исследования была взята стволовая часть серокорой древесины осины ( Populustremula ) возрастом от 10 до 45 лет. Полевой материал собран в естественных насаждениях в летний период на территории зон северной и средней тайги. В работе представлены результаты исследования компонентного состава разновозрастной древесины осины. Для достоверной оценки общего содержания лигнина в древесине осины необходимо учитывать содержание кислоторастворимой фракции. В более мягких климатических условиях зоны средней тайги по сравнению с зоной северной тайги преобладает биосинтез углеводных компонентов, что отражается в повышенном содержании целлюлозы в древесине. Полученные данные свидетельствуют о наличии зависимости содержания целлюлозы и лигнина от абиотических факторов, а также от возраста древесины. Можно отметить незначительные колебания содержания спирторастворимых экстрактивных веществ с возрастом, преимущественно этот показатель стабилен.

В настоящее время большое внимание уделяется комплексному использованию лесных ресурсов. Дикорастущие ягодники являются одним из основных компонентов недревесных лесных ресурсов, на состояние популяций которых оказывают влияние как общеизвестные экологические факторы среды, так и геоэкологические условия, рассмотренные в данной работе на примере территорийтектонических узлов. Показано изменение урожайности и содержания аскорбиновой кислоты дикорастущих плодов брусники и черники на территориях тектонических узлов. Район исследования расположен на севере Кенозерского национального парка. На протяжении двух полевых сезонов осуществлялась оценка урожайности по общепринятым в ресурсоведческих исследованиях методикам. Плоды отбирались для проведения химических анализов, которые были выполнены на базе Института естественных наук и биомедицины Северного (Арктического) федерального университета имени М.В. Ломоносова. Установлено, что в центре узла урожайность брусники и черники значительно меньше, чем на периферии. Аналогично изменяется и количество ягод: в центре количество брусники составляет 9,32±1,44, черники - 22,32±3,61 шт./м 2; на периферии - соответственно 54,68±8,49 и 76,48±9,41 шт./м 2. Так, урожайность на 1 м 2 между центром и периферией у брусники отличается на 79 %, черники - на 66 %; количество ягод на 1 м 2 различается на 82 % у брусники и на 71% у черники. Данную зависимость можно объяснить существенным различием в количестве осадков, особенно, в засушливые годы и разным содержанием микроэлементов в почве. Содержание витамина С в ягодах определяли фотометрическим методом. Установлено, что в центре узла содержание витамина С в бруснике составляет 70,86±4,69, в чернике - 55,99±2,00 мг/100 г, что значительно больше, чем на периферии: соответственно 43,70±0,97 и 35,30±5,13 мг/100 г. Так, содержание витамина С в центре и на периферии у брусники отличается на 59 %, у черники - на 62 %. Предварительно зависимость содержания витамина С от расположения на территории тектонического узла можно объяснить влиянием химического состава почвы: недостаток азота в почве обусловливает снижение аскорбиновой кислоты в растении, обогащение почвы калием приводит к ее повышению.