物种界限维持机制研究论文

摘要：染色体：1、染色体的结构 有丝分裂中期，每一染色体都具有两条染色单体，称为姐妹染色体。两单体之间由着丝粒连接，着丝粒处凹陷缩窄，称初级缢痕。着丝粒将染色体划分为短臂（p）和长臂（q）。在短臂和长臂的末端分别有一特化部位称为端粒。某些染色体的长、短臂上还可见凹陷缩窄的部分，称为次级缢痕。人类近端着丝粒染色体的短臂末端有一球形结构，称为随体。2、染色体的类型 人类染色体分为三种类型：中着丝粒染色体、亚中着丝粒染色体和近端着丝粒染色体。3、染色体的数目 人类体细胞（二倍体细胞，2n）染色体数目为46条（23对，2n=46），其中22对为常染色体，1对为性染色体（女性的两条性染色体为形态相同的XX染色体；男性只有一条X染色体，另一条是较小的Y染色体）；正常生殖细胞（单倍体细胞，n）是23条染色体（n=23）。 关键词：遗传；变异；基因突变 遗传从现象来看是亲子代之间的相似的现象，即俗语所说的“种瓜得瓜，种豆得豆”。它的实质是生物按照亲代的发育途径和方式，从环境中获取物质，产生和亲代相似的复本。 遗传是相对稳定的，生物不轻易改变从亲代继承的发育途径和方式。因此，亲代的外貌、行为习性，以及优良性状可以在子代重现，甚至酷似亲代。而亲代的缺陷和遗传病，同样可以传递给子代。 遗传是一切生物的基本属性，它使生物界保持相对稳定，使人类可以识别包括自己在内的生物界。 变异是指亲子代之间，同胞兄弟姊妹之间，以及同种个体之间的差异现象。俗语说“一母生九子，九子各异”。世界上没有两个绝对相同的个体，包括挛生同胞在内，这充分说明了遗传的稳定性是相对的，而变异是绝对的。 生物的遗传与变异是同一事物的两个方面，遗传可以发生变异，发生的变异可以遗传，正常健康的父亲，可以生育出智力与体质方面有遗传缺陷的子女，并把遗传缺陷（变异）传递给下一代。 遗传和变异的物质基础 生物的遗传和变异是否有物质基础的问题，在遗传学领域内争论了数十年之久。 在现代生物学领域中，一致公认生物的遗传物质在细胞水平上是染色体，在分子水平上是基因，它们的化学构成是脱氧核糖核酸（DNA),在极少数没有DNA的原核生物中，如烟草花叶病毒等，核糖核酸（RNA）是遗传物质。 真核生物的细胞具有结构完整的细胞核，在细胞质中还有多种细胞器，真核生物的遗传物质就是细胞核内的染色体。但是, 细胞质在某些方面也表现有一定的遗传功能。人类亲子代之间的物质联系是精子与卵子,而精子与卵子中具有遗传功能的物质是染色体，受精卵根据染色体中DNA蕴藏的遗传信息，发育成和亲代相似的子代。 一、遗传与变异的奥秘 俗话说“种瓜得瓜，种豆得豆”，这是生物遗传的根本特征。人类与其他生物一样，在世代的交替中，子女（子代）总是保持着父母（亲代）的某些基本特征，这种现象就是遗传。但子代又会与亲代有所差异，有的差异还很明显。子代与亲代的这植钜炀褪潜湟臁R糯�捅湟焓巧��淖罨�咎卣髦�唬�ü��镆淮��姆敝程逑殖隼础? 遗传和可以遗传的变异都是由遗传物质决定的。这种遗传物质就是细胞染色体中的基因。人类染色体与绝大多数生物一样，是由DNA（脱氧核糖核酸）链构成的，基因就是在DNA链上的特定的一个片段。由于亲代染色体通过生殖过程传递到子代，这就产生了遗传。染色体在生物的生活或繁殖过程中也可能发生畸变，基因内部也可能发生突变，这都会导致变异。 如遗传学指出：患色盲的父亲，他的女儿一般不表现出色盲，但她已获得了其亲代的色盲基因，她的下一代中，儿子将因获得色盲基因而患色盲。 我们观察我们身边很多有生命的物种：动物、植物、微生物以及我们人类，虽然种类繁多，但在经历了很多年后，人还是人，鸡还是鸡，狗还是狗，蚂蚁、大象、桃树、柳树以及各种花草等等，千千万万种生物仍能保持各自的特征，这些特征包括形态结构的特征以及生理功能的特征。正因为生物界有这种遗传特性，自然界各种生物才能各自有序地生存、生活，并繁衍子孙后代。 大家可能会问，生物是一代一代遗传下来，每种生物的形态结构以及生理功能应该是一模一样的，但为什么父母所生子女，一人一个样，一人一种性格，各有各自的特征。又如把不同人的皮肤或肾脏等器官互相移植，还会发生排斥现象，彼此不能接受，这又如何解释呢？科学家研究的结果告诉我们，生物界除了遗传现象以外还有变异现象，也就是说个体间有差异。例如，一对夫妇所生的子女，各有各的模样，丑陋的父母生出漂亮的孩子，平庸的父母生出聪明的孩子，这类情况也并不罕见。全世界恐怕很难找出两个一模一样的人，既使是单卵双生子，外人看起来好像一模一样，但是与他们朝夕相处的父母却能分辨出他们之间的微细差异，这种现象就是变异。人类中多数变异现象是由于父母亲遗传基因的不同组合。每个孩子都从父亲那里得到遗传基因的一半，从母亲那里得到另一半，每个孩子所得到的遗传基因虽然数量相同，但内容有所不同，因此每个孩子都是一个新的组合体，与父母不一样，兄弟姐妹之间也不一样，而形成彼此间的差异。正因为有变异现象，人类才有众多的民族。人们可以很容易地从人群中认出张三、李四，如果没有变异，大家全都是一个样子，社会上的麻烦事就多了。除了外形有不同，变异还包括构成身体的基本物质--蛋白质也存在着变异，每个人都有他自己特异的蛋白质。所以，如果皮肤或器官从一个人移植到另一个人身上便会发生排斥现象，这就是因为他们之间的蛋白质不一样的缘故。 还有一类变异是遗传基因的突变，这类突变往往是由环境中的条件所诱发的，这种突变的基因还可以遗传给下一代。许多基因突变的结果会造成遗传病。 变异也可以完全由环境因素所造成，例如患小儿麻痹症后遗的跛足，感染大脑炎后形成的痴呆等这些性状都是由环境因素所造成的，是因为病毒感染使某些组织受损害，造成生理功能的异常，不是遗传物质的改变，所以不是遗传的问题，因此也不会遗传给下一代。 总之，遗传与变异是遗传现象中不可分离的两个方面，我们有从父母获得的遗传物质，保证我们人类的基本特征经久不变。在遗传过程中还不断地发生变异，每个人又在一定的环境下发育成长，才有了人类的多种多样。 二、遗传变异的科学理论 1.1遗传的分子基础 （一）遗传物质的存在形式 （1）染色体是遗传物质的载体，遗传信息以基因的形式蕴藏于DNA分子中； （2）每个人体体细胞含两个染色体组，每个染色体组的DNA构成一个基因组； （3）广义的基因组包括细胞核染色体基因组和线粒体基因组； （4）人类细胞核染色体基因组中90%左右为DNA重复序列，10%为单一序列； （5）多基因家族是真核基因组中重要的结构之一。 （二）基因的结构及其功能 1.2、真核生物基因的分子结构 （1）、基因的DNA序列由编码序列和非编码序列两部分构成，编码序列是不连续的，被非编码序列分隔开，形成镶嵌排列的断裂形式，因此称为断裂基因；编码序列称为外显子，非编码序列称为内含子； （2）、在每个外显子和内含子的接头区存在高度保守的一致序列，称为外显子-内含子接头，即在每个内含子的5’端开始的两个核苷核为GT，3’端末尾是AG，特称之为GT－AG法则； （3）、真核生物基因的大小相关悬殊，外显子和内含子的关系也不是固定不变的； （4）、DNA分子两条链中，5’→3’链称为编码链，其碱基排列序列中储存着遗传信息；3’→5’链称为反编码链，是RNA合成的模板； （5）、每个断裂基因中第一个外显子和最后一个外显子的外侧都有一段不被转录的非编码区，称为侧翼序列，其上有一系列调控序列，对基因的表达起调控作用。这些结构包括： ①启动子：位于基因转录起始处，是RNA聚合酶的结合部位，能启动基因转录。 ②增强子：位于基因转录起始点的上游或下游，能增强启动子转录，提高转录效率； ③终止子：位于3’端非编码区下游的一段序列，在转录中提供转录终止信号。 1.3、基因的复制 （1）、基因的复制是以DNA复制为基础的，每个DNA分子上有多个复制单位（复制子）； （2）、每个复制子有一个复制起点，从起点开始双向复制，在起点两侧各形成一复制叉； （3）、DNA聚合酶只能使DNA链的3’端加脱氧核苷核，故复制只能沿5’→3’方向进行； （4）、与复制叉同向的新链复制是连续的，速度也较快，称为前导链；与复制叉反向的新链复制是不连续的（先要在RNA引物存在下合成一个个冈崎片段，然后在DNA连接酶作用下补上一段DNA），速度也较慢，称为后随链；故DNA的复制是半不连续复制； （5）、复制后的DNA分子都含有一条旧链和一条新链，故DNA的复制又是半保留复制。 1.4、基因的表达 基因表达是DNA分子中所蕴藏的遗传信息通过转录和翻译形成具有生物活性的蛋白质或通过转录形成RNA发挥功能作用的过程。 （1）、转录：是在RNA聚合酶催化下，以DNA为模板合成RNA的过程。 ①新合成好的RNA称为不均一核RNA（也叫核内异质RNA，hnRNA）； ②hnRNA要经过“戴帽”和“加尾”以及剪接等加工过程才能形成成熟的mRNA。 （2）、翻译：是以mRNA为模板指导蛋白质合成的过程。 ①mRNA分子中每3个相邻的碱基为三联体，能决定一种氨基酸，称为密码子； ②翻译后的初始产物大多无功能，需经进一步加工才可成为有一定活性的蛋白质。 1.5、基因表达的调控（了解操纵子学说） 1.6、基因的突变 （1）、基因突变的概念：基因突变是DNA分子中的核苷核序列发生改变，导致遗传密码编码信息改变，造成基因表达产物蛋白质的氨基酸变化，从而引起表型的改变。 （2）、基因突变的方式 ①碱基替换 也叫点突变，包括转换和颠换两种方式。其后果可以造成同义突变、错义突变、无义突变或终止密码突变（延长突变）等生物学效应。 ②移码突变 是DNA分子中某一位点增加或减少一个或几个碱基对，造成该位点以后的遗传编码信息全部发生改变。 ③动态突变 微卫星DNA或短串联重复序列，尤其是三核苷酸的重复，在靠近基因或位于基因序列中时，其重复次数在一代一代的传递中会出现明显增加的现象，导致某些遗传病的发生。 （3）、基因突变的修复 ①切除修复 是一种多步骤的酶反应过程，首先将受损的DNA部位切除，然后再合成一个片段连接到切除的部位以修补损伤。 ②重组修复 又称复制后修复，是在DNA受损产生胸腺嘧啶二聚体（T-T）以后，当DNA复制到损伤部位时，再与T-T相对应的部位出现切口，完整的DNA链上产生一个断裂点。此时，在重组蛋白作用下，完整的亲链与有重组的子链发生重组，亲链的核苷酸片段补充了子链上的缺失。重组后亲链的切口在DNA聚合酶作用下，以对侧子链为模板，合成单链DNA片段来填补，随后在DNA连接酶作用下，以磷酸二酯键使新片段与旧链相连接，而完成修复过程。 2、遗传的细胞基础 染色质：在间期细胞核，染色质的功能状态不同，折叠程度也不同，分为常染色质和异染色质两种。1、常染色质 在细胞间期处于解螺旋状态，具有转录活性，呈松散状，染色较浅；2、异染色质 在细胞间期处于凝缩状态，很少进行转录或无转录活性，染色较深；3、性染色质 在间期细胞核中染色体的异染色质部分显示出来的一种特殊结构，有两种：（1）、X染色质 正常女性间期细胞核中有一个染色较深，大小约为10nm的椭圆形小体（了解Lyon假说）。（2）、Y染色质 正常男性间期细胞核用荧光染料染色后，核内可见一个圆形或椭圆形的强荧光小体，直径为3nm左右。 染色体：1、染色体的结构 有丝分裂中期，每一染色体都具有两条染色单体，称为姐妹染色体。两单体之间由着丝粒连接，着丝粒处凹陷缩窄，称初级缢痕。着丝粒将染色体划分为短臂（p）和长臂（q）。在短臂和长臂的末端分别有一特化部位称为端粒。某些染色体的长、短臂上还可见凹陷缩窄的部分，称为次级缢痕。人类近端着丝粒染色体的短臂末端有一球形结构，称为随体。2、染色体的类型 人类染色体分为三种类型：中着丝粒染色体、亚中着丝粒染色体和近端着丝粒染色体。3、染色体的数目 人类体细胞（二倍体细胞，2n）染色体数目为46条（23对，2n=46），其中22对为常染色体，1对为性染色体（女性的两条性染色体为形态相同的XX染色体；男性只有一条X染色体，另一条是较小的Y染色体）；正常生殖细胞（单倍体细胞，n）是23条染色体（n=23）。 （三）人类的正常核型：色体数目、形态结构特征的分析叫核型分析。1、非显带核型 根据丹佛体制，将正常人类体细胞的46条染色体分为23对7个组（A、B、C、D、E、F和G组）。在描述一个核型时，首先写出染色体总数（包括性染色体），然后是一个“，”号，最后是性染色体。正常男性核型描述为46，XY；女性为46，XX。2、显带核型 用各种特殊的染色方法使染色体沿长轴显现出一条条明暗交替或深浅相间的带，故又叫带型。根据ISCN规定，描述一特定带时，需要写明4项内容：①染色体号；②臂号；③区号；④带号。 遗传的基本规律：孟德尔提出的分离定律和自由组合定律以及摩尔根提出的连锁与交换定律构成了遗传的基本规律，通称为遗传学三大定律。分离律说的是遗传性状有显隐性之分，这样具有明显显隐性差异的一对性状称为相对性状。相对性状中的显性性状受显性基因控制，隐性性状由一对纯合隐性基因决定。杂合体往往表现显性基因的性状。基因在体细胞中成对存在，在形成配子时，彼此分离，进入不同的子细胞。减数分裂时同源染色体彼此分离，分别进入不同的生殖细胞是分离律的细胞学基础。自由组合律是说生物在形成配子时，不同对基因独立行动，可分可合，以均等的机会组合到同一个配子中去。减数分裂过程中非同源染色体随机组合于生殖细胞是自由组合律的细胞学基础。连锁与交换律是说位于同一条染色体上的基因是互相连锁的，它们常一起传递（连锁律），但有时也会发生分离和重组，是因为同源染色体上的各对等位基因进行了交换。减数分裂中，同源染色体联会和交换是交换律的细胞学基础。 单基因性状的遗传：遗传性状受一对基因控制的，称单基因性状的遗传。单基因性状又叫质量性状。1、决定某种遗传性状的等位基因，在传递时服从分离律；2、当决定两种遗传性状的基因位于不同对染色体上时，这两种单基因性状的传递符合自由组合律。3、如果决定两种遗传性状的基因位于同一对染色体上时，它们的传递将从属于连锁与交换律。 多基因性状的遗传：由多基因控制的性状往往与单基因性状不同，其变异往往是连续的量的变异，称为数量性状。每对基因对多基因性状形成的效应是微小的，称为微效基因。微效基因的效应往往是累加的。多基因遗传性状除受多基因遗传基础影响外，也受环境因素影响。（熟悉多基因遗传假说，了解多基因遗传的特点） 遗传的变异：（一）染色体异常与疾病；染色体异常类；形成机； 数目畸变 整倍性改变 单倍体 多倍体 双雄受精，双雄受精，核内复制 非整倍性改变 亚二倍体 染色体不分离，染色体丢失 超二倍体 结构畸变 缺失（del） 受多种因素影响，如物理因素、化学因素和生物因素等 重复（dup） 倒位（inv） 易位（t） 环状染色体 双着丝粒染色体 等臂染色体 1、一个个体内同时存在两种或两种以上核型的细胞系，这种个体称嵌合体。 2、染色体结构畸变的描述方式有简式和详式两种。 （二）人类的单基因遗传病1、常染色体显性遗传（AD）病 （1）、AD系谱特点：①致病基因位于常染色体上，遗传与性别无关；②患者双亲中至少有一方是患者，但多为杂合体；③患者与正常个体结婚，后代有1/2的发病风险；④系谱中可看到连续传递现象。 （2）、其它AD类型：①不完全显性或半显性，是指杂合体的表现型介于显性纯合体与隐性纯合体的表现型之间；②不规则显性，是指杂合体由于某种原因不一定表现出相应的症状，即使发病，但病情程度也有差异；③共显性，是指一对等位基因无显隐性之分，杂合状态下，两种基因的作用都能表现出来；④延迟显性，有显性致病基因的杂合体在生命早期不表现出相应症状，当到一定年龄后，其作用才表达出来。 2、常染色体隐性遗传（AR）病 （1）、AR系谱特点：①致病基因的遗传与性别无关，男女发病机会均等；②患者双亲往往表型正常，但都是致病基因的携带者，患者的同胞中约有1/4的可能将会患病，3/4表型正常，但表型正常者中2/3是可能携带者；③系谱中看不到连续传递现象，常为散发；④近亲婚配后代发病率比非近亲婚配后代发病率高。 （2）、常见AR病：苯丙酮尿症、白化病、先天性聋哑、高度近视和镰状细胞贫血等。 3、X连锁显性遗传（XD）病 （1）、XD系谱特点：①系谱中女性患者多于男性患者，且女患者病情较轻；②患者双亲中至少有一方是患者；③男性患者后代中，女儿都为患者，儿子都正常；女性患者后代中，子女各有1/2的患病风险；④系谱中可看到连续传递现象。 （2）、常见XD病：抗维生素D性佝偻病。 4、X连锁隐性遗传（XR）病 （1）、XR系谱特点：①人群中男性患者远多于女性患者；②双亲无病时，儿子可能发病，女儿则不会发病；③由于交叉遗传，患者的兄弟、舅父、姨表兄弟和外甥各有1/2的发病风险；④如果女性是患者，父亲一定是患者，母亲一定是携带者或患者。 （2）、常见XR病：甲型血友病、红绿色盲。 5、Y连锁遗传（YL）病 全男性遗传 （三）多基因遗传病 1、有关多基因遗传病的几个重要概念 （1）、易感性 在多基因遗传病中，由多基因遗传基础决定某种多基因病发病风险高低。 （2）、易患性 由遗传基础和环境因素共同作用，决定了一个个体是否易于患病。 （3）、发病阈值 当一个个体的易患性高达一定水平即达到一个限度时，这个个体就将患病，这个易患性的限度称为阈值。 （4）、遗传度 在多基因遗传病中，易患性受遗传基础和环境因素的双重影响，其中遗传基础所起作用大小的程度称为遗传度或遗传率。一般用百分率（%）来表示。 2、多基因遗传病的特点 （1）、有家族聚集倾向，患者亲属的发病率高于群体发病； （2）、随着亲属级别的降低，患者亲属的发病风险迅速降低； （3）、近亲婚配时，子女患病风险增高； （4）、发病率有种族（或民族）差异。 三、遗传与变异在当代 人类基因组计划的工作草图已于今年的6月26日绘制完成，但要将全部30多亿个碱基完全装配完成还需要一段时间，预计要到明年的6月份。即使完成了人类基因组计划的“精图”，也只是我们认识人类基因功能的开始，完全弄清基因的功能及其相互间的作用，至少还要40年的时间。毋庸赘言，这是一项浩繁巨大的工程。 迄今为止，人们对整个人类基因组中所含有的基因数目尚存争议，有人说是3万，有人说是14万，相差非常大。在整个人类基因组序列中，只存在1％的差异，就是这1％的差异导致了人种、肤色、身高、眼睛、胖瘦以及疾病的易感性等方面的不同。科学家除继续研究基因的数量和功能外，基因在多大程度上受外界环境和体内因素的影响以及这种改变是否可以一代代地延续下去，也是需要解决的问题。 上述问题涉及到后成说（epigenetics）这一范畴。后成说是研究通过其他的化学途径，而不是通常所说的碱基突变，使基因活性发生半永久性改变的一门科学。后成说的重要性一直存有很大争议。如果后成说真有科学依据的话，那么它将是解释不同个体之间，甚至不同物种之间存在差异的关键所在，同时还将是疾病发生的一个重要机制。 不同基因的表达：基因含有合成蛋白质的指令，蛋白质合成的过程称为基因表达。但是遗传学家们很早以前就知道通过对DNA链碱基上的化学基团进行修饰来调控基因表达、影响蛋白质的合成。最常见的修饰方式是基因的甲基化（甲基是由一个碳原子和三个氢原子组成的基团），即在基因上添加甲基基团，结果常常会终止基因表达。 科研人员通过对某些哺乳动物的研究发现，此类修饰只存在于个体中，而不遗传给后代，因为这种修饰在精子和卵子细胞中常常被清除。最近有人发现，后成特征在小鼠中可以遗传。在悉尼大学生化学家怀特劳博士所做的实验中，遗传学相同的小鼠，同其父母相比，更像它们的母亲。因为它们继承了其母亲的卵子DNA的甲基化类型。该型甲基化在决定小鼠毛色中起着非常重要的作用。 怀特劳博士小组的大量的研究数据表明，要探明动物是如何把物理特征或疾病易感性传给后代的，有必要先搞清可遗传的后成特征。如果后成特征可遗传，那么这些特征所引起的疾病应能够像普通的基因突变一样在家系之间传递。该研究小组对小鼠的后成标记在传代过程中如何关闭和表达进行了深入地研究。研究人员将一个可以产生特异类型红细胞的基因（称为转基因）导入具有相同遗传学特征小鼠的基因组中（接受该基因的小鼠称之为转基因鼠）。研究发现这些转基因小鼠体内的转基因正以不同的方式表达。有些转基因小鼠体内40％的红细胞表达该基因，而另一些则根本就不表达。同时该小组还对小鼠毛色进行了研究，发现与毛色有关的DNA甲基化增高与转基因的不表达（或称为“沉默”表达）有关。但是在这种情况下，后成性改变可来自父方，也可以来自母方。 令人费解的是，虽然这种基因表达的沉默现象至少可以维持三代，但不是不可逆转的。在该型的后代小鼠与非同类小鼠交配时，发现在后代小鼠中不存在甲基化和表达沉默现象，转基因又可在小鼠的幼崽中获得表达。如果这种基因沉默和再活化现象是自然发生的话，那么就可以解释个体之间和代与代之间差异的原因。 后成说还可以解释物种之间的差异。最近普林斯顿大学的迪尔格曼通过两种相近小鼠的交配，将多个小鼠基因上的后成特征破坏。这些小鼠相互之间不能进行正常的交配，并且它们杂交的后代表现为生长异常。研究人员认为这种生长异常与杂交后代基因上的甲基化模式破坏有关。他们推测后成性效应非常显著，仅靠改变这些特征就可以造就新物种。 大家都知道，物种的产生是遗传变异逐渐积累的结果。但是，迪尔格曼认为有些物种出现之快不是该假说所能解释的。所以物种后成说的假设有一定优势。例如，甲基化可以迅速地关闭整条基因的表达，并引起根本的改变。这种改变足以阻止新的品种与旧品种之间的杂交，尤其是阻止新物种的产生。 四、结论 变异基因的表达：许多生物学家对此种假说表示不屑。基因序列虽不能完全解释动物的特征，但是至少可以解释一些由基因突变所引起的疾病。 疾病基因突变假说的倡导者把癌症作为经典的实例，来说明在个体DNA水平上，到底有多少碱基差错才能导致肿瘤。但加州大学伯克利分校的杜斯博格博士不同意这一观点，认为癌症并不是由基因异常引起的，而是由另一形式的后成现象 染色体异常引起的。 根据癌症基因突变假说，指导细胞分裂和死亡的基因突变使正常的细胞分裂和死亡过程遭到破坏，导致细胞不受控制地生长。但是，最近杜斯博格博士领导的研究小组报道，至今还没有人证实突变的基因会使正常的细胞变为癌细胞。他还指出，如果突变基因对细胞分裂具有显著影响的话，为什么有些情况下，突变发生的数月甚至数年后才发展为癌症，这是非常奇怪的现象。他认为可以用后成性非整倍现象对上述问题加以解释，非整倍性是指细胞具有错误的染色体个数。 在细胞分裂时，染色体排列整齐，通过纺锤体（一种蛋白质的支架）分配到子代细胞中。杜斯博格推测，致癌的化学物质可以影响纺锤体，因此，造成子代细胞具有或多或少的染色体。由于这种错误分配的染色体不稳定，细胞分裂时染色体之间相互混合并发生非自然的重组。 大多数重组对细胞而言是至关重要的，但最终会产生一个分裂异常的细胞。产生这种异常细胞的概率非常小，这种低概率事件可以解释为什么从接触致癌物质到细胞发生癌变，要经过这么长时间。细胞的非整倍性是5000多种肿瘤的一种显著特征。 与个体碱基突变相比，染色体数的增加或减少使细胞表征发生显著改变。因为染色体数目的改变（即非整倍性），可以导致成千上万种蛋白质活性发生改变，而不仅仅是一种或两种蛋白质，导致细胞分裂的失控。假如这种假说成立的话，那么现在试图通过定点修复癌基因来治疗癌症的策略将毫无效果。 杜斯博格博士10年前曾因自己的假说而声名狼藉，他认为人类免疫缺陷病毒（HIV）并不能引起艾滋病。一系列的HIV和艾滋病的研究表明，杜斯博格的理论是极其荒谬的。这严重地损害了他的声誉，因此，他的其他理论也很容易被人忽视。但是，他的非整倍性假说似乎非常有价值。癌症中非整倍体的普遍性尚需进一步阐明。

可持续发展已成为国家指导经济与社会发展的总体战略．这一新的发展观，要求改变传统的发展思维和模式，在重视当前发展的同时，重视未来发展的需要，使经济发展有利于资源的永续利用，有利于生态系统的良性循环． 水利是基础产业，在国民经济和社会的可持续发展中具有重要作用，水利建设应该适当超前．同时，水利建设本身也要处理好与生态环境保护的关系，现在所从事的水利建设，不仅要为当前、为我们这一代着想，也要有利于长远，有利于子孙后代． 水利建设在我国有着悠久的历史，纵观数千年，凡治国安邦者，无不重视水利．有些水利工程经历了2000多年，仍在发挥很大的效益，并将长期为人民造福．新中国成立50多年来，水利建设取得了巨大的成绩，兴建水库8万多座，加固新修堤防26万km，初步形成了七大江河的防洪工程体系；全国的供水能力，从每年约1000亿m3增加到5800亿m3；灌溉面积从1600万hm2增加到5300万hm2，为解决占人类1／5多人口的吃饭问题起到了巨大的作用．1998年以来，国家实行积极的财政政策，进一步加大了水利投资的力度，1998～2002年中央安排水利投资1700多亿元，加固了长江、黄河等大江大河堤防，对长江中下游四省240多万人实行了移民建镇、平垸行洪、退田还湖，还安排了600多座重点病险水库加固、200多个大型灌区节水改造、2400多万人的人畜饮水工程和一批水资源开发、水土保持等工程，既拉动了内需，又为当前和长远的国民经济和社会发展奠定了基础，具有巨大的经济、社会和生态效益． 水利建设的成绩是巨大的．同时也应该看到，目前既存在水利建设滞后的问题，水利建设本身也存在不利于可持续发展的诸多问题，需要引起足够重视并采取措施加以解决．1 需要进一步重视的几个问题1．1 防洪工程建设任务繁重 我国2／3多的固定资产、近1／2的人口、1／3的耕地、数百座城市，以及大量的重要设施和工矿企业都位于大江大河的中下游地区．由于防洪基础设施薄弱，洪水灾害发生频繁，受洪水威胁严重．据统计，20世纪90年代以来，洪水灾害造成的直接经济损失达1万多亿元，其中1998年损失达2500多亿元．近5年来，国家用于防洪工程建设的投资达1200多亿元，加上地方的配套资金，共计2000多亿元，建设了以长江、黄河为重点的江河堤防加固工程、蓄洪区安全设施、重点病险水库除险加固等工程，使防洪标准有了很大的提高．尤其是长江干堤加固工程，按照防御1954年型洪水的标准，已基本完成加固任务．由于全国的防洪工程面广、量大，所需的投资多，战线长，所以在今后一定时期内，防洪建设的任务还很重，全国26万km江河堤防中的大部分还需要加固；8万多座水库中的约1／3需要除险加固；蓄洪区建设需要调整思路，加快建设；还需要建设一批拦蓄洪水的枢纽工程；预警预报系统工程等非工程防洪措施也需要进一步加强．防洪建设如不能适当超前，经济建设越快，遇到特大洪水时造成的经济损失越大．1．2 水资源过度利用 北方广大地区，由于过量用水，造成了一些河道断流和地下水超采，不利于可持续发展． 作为中华民族母亲河的黄河，自1972年开始出现断流现象（15 d）后，断流现象不断加重，1997年有226 d没有与海相连．自20世纪70年代以来，黑河、塔里木河等河流下游，断流现象也不断加重．近几年，加强了流域水资源的统一管理和调度，取得了很大的成绩，但还未从根本上解决问题． 北方地区的城乡用水，大量抽取地下水，2001年地下水源供水超过50％的有河北、北京、山西、河南、山东、辽宁6个省（市），其中河北省高达80．9％．黄淮海平原的地下水超采问题越来越严重，河北、河南、山东、北京、天津5省（市）的200多万眼井，大部分用于灌溉，由于地下水位下降，每年有大批废弃（10万眼左右），而又要新打更多的井，由于超采地下水，引起地面下沉、水质变硬、海水倒灌、生态恶化等，天津部分地区的最大地面沉降量已达3 m左右，成为一种不可逆转的地质灾害．国外专家呼吁：中国正面临严重的缺水问题，而就其严重程度而论，当在世界之最的行列；华北平原的地下水位正日益下降，这有可能从根基上影响该地区农业的可持续发展．据有关资料介绍，中国、印度、美国、北非等大量超采地下水，每年超采量达1600亿m3，主要用于农业灌溉，大约有4亿多人食用的粮食是超采地下水灌溉的．1．3 水污染 我国污水、废水的排放量，每年有600多亿t（2001年为626亿t）．城市污水处理率，虽然有了很大的提高，由1990年的16％提高到现在的36％，但仍有64％的污水未经处理直接排入河道．近20年来，我国地面水和地下水的质量下降．2001年在12．1万km评价河长中，Ⅰ，Ⅱ类水仅占32．6％，Ⅲ类水占28．8，Ⅳ类及劣于Ⅳ类水的河长占38．6％．水体的污染，造成了城市和农村江河湖泊的富营养化，蓝藻滋生．渤海、东海、南海都出现了赤潮，而且近几年出现的频率加快，对沿海城市及渔业生产造成重大经济损失．工业废水和农业生产中的农药、化肥随水排入城市近郊河流，渗入地下，使城市地下水体遭到不同程度的污染，直接影响饮用水水源的水质．农业生产中用超标准污水灌溉农田，造成作物枯萎、减产，使生产出的粮食、蔬菜含有大量的有毒有害成分，危及消费者的身体健康．1．4 水土流失 全国水土流失面积367万km2，其中水蚀面积达179万km2，每年土壤流失量达50亿t，被冲走的氮、磷、钾等营养物质约4000万t．一方面干旱缺水，水资源贫乏；另一方面伴随着土壤侵蚀，宝贵的地表水资源白白流失，使上游的土地减少，土壤肥力和生产能力下降．水土流失严重的地区，大多是贫困地区．流失的泥沙约1／3淤积在江河湖库，抬高河床，使河道防洪能力下降，水库库容减少甚至成为病险水库．不仅人们所熟悉的黄河、长江等大江大河上中游地区水土流失严重，东北黑土区的水土流失也很严重．水土流失对广大群众的生产、生活条件和生态环境带来一系列不利影响． 造成上述问题的原因是多方面的，既存在投入不足的问题，也存在指导思想以及建设和管理模式上没有充分考虑可持续发展的问题．近几年来，已经朝着可持续发展的方向尝试性地迈出了一些步伐，但还应该采取更多的行动．可持续发展没有现成的模式可以遵循，需要与总体的经济和社会发展联系起来，加强生态水利方面的理论研究，边探索，边实践，边总结规律，指导实践．2 采取综合措施，使水利建设符合可持续发展战略2．1 提高对可持续发展重要性的认识 我国古代就很重视并处理好人与自然的关系，提出了“天人合一”的思想．恩格斯也曾告诫我们：“我们不要过分陶醉于我们对自然界的胜利．对每一次这样的胜利，自然界都报复了我们”；“当人类受到自然界报复的时候，也就受到了自然界的教育”；“我们对自然界的全部统治力量，就在于我们比其他一切生物强，能够认识和正确运用自然规律”． 可持续发展的提法源于环境保护．1992年在巴西里约热内卢召开的“联合国环境与发展大会”上，把可持续发展确立为新的发展观．2002年9月在南非约翰内斯堡召开的“可持续发展世界首脑会议”（继1992年里约环发大会以后的第二届“地球首脑会议”），围绕健康、农业、水利、能源、生物多样化等可持续发展问题进行了广泛的讨论． 可持续发展包括多方面的含义，其中的核心问题就是如何处理好发展经济与保护生态环境的关系．为了处理好这个关系，近几年来，国际上有些专家提出了生态经济的概念，引起了人们的重视．我国对如何处理好经济与生态的关系，也进行了多学科的研究并制定了一系列政策，目的就是当经济发展与生态环境发生矛盾时，绝不能以长期牺牲生态效益为代价来换取经济效益，否则，必将付出更大的经济代价． 我国是发展中国家，发展经济是当前和今后相当一个时期内的第一要务．从大部分国家和地区的发展轨迹来看，在发展经济过程中都对生态环境带来不同程度的负面影响．我国的相当一部分地区尤其是西部地区，目前生态环境已经很脆弱，在这种情况下既要加快经济发展，又要保护和改善生态环境．要做到“双赢”，就必须按照党中央、国务院提出的关于人口、资源、环境与可持续发展的一系列方针和政策，牢固树立“持久战”的思想，坚持以人为本，把改善生态、保护环境作为经济发展和提高人民生活质量的重要内容，在发挥市场机制积极作用的同时，完善政策法规，不断实行制度创新，运用先进实用的科技成果，多方面采取综合措施． 水利，作为国民经济和社会发展的基础产业，要注意解决“重开发、轻环保，重经济、轻生态”的问题，在战略上和具体工作中所追求的效益目标应该是经济效益、社会效益、生态效益的统一，促进国民经济与社会的可持续发展．水利工程和与水利有关的工程建设项目，在前期工作中要加强对生态风险的研究，防止盲目向大自然超负荷索取引起生态报复．对已经建设的工程，要进行综合分析，凡具有生态风险的，要采取综合措施，防患于未然．2．2 加强防洪体系建设，不断提高防洪标准 需要提高防洪工程标准的区域很广，工程量很大，从国家大局的角度，重点应放在大江大河防洪体系上．要从防洪需要、防洪效益和财力可能出发，合理确定防洪标准，统筹安排堤防、枢纽、河湖疏浚和蓄滞洪区建设，完善预警预报和防汛通讯指挥调度系统，首先确保城市和重点地区的防洪安全．在工程布局上要因地制宜、量力而行，尽可能采用经济实用的新材料、新工艺、新技术．比如长江干堤加固，1998年以来建设的工程主要是堤身和堤基的加固，增强了堤防挡水和防渗的作用，但崩岸问题仍然存在，局部河势很不稳定，一些河流深泓已临近堤脚，堤岸合一，形成很不稳定的边界条件．对于长江的河势控制，传统的办法主要是抛石护岸．这种做法简便易行，但其缺点，一是整体性差；二是在山上大量开采石头影响生态环境；三是所抛的石头容易被大水冲走，冲走后还要抛，不能根治．经过专家论证，采用钢筋混凝土沉排的效果比较好，虽然一次性投资比抛石多，但可在较长的时段内（20年以上）发挥护岸和稳定河势的作用，以20年为周期，沉排比抛石节约投资50％以上．所以，在设计、施工等环节，提高科技含量，采取先进实用的新材料、新工艺、新技术，对增强工程的可持续性、节约资金以及保护生态环境，都是非常必要的． 水利枢纽的建设（包括病险水库加固）和运行调度，要统筹防洪、水资源利用和发电等多方面，尤其是北方缺水地区，水资源非常宝贵，水利枢纽的运行调度，要充分考虑水资源短缺的问题，处理好防洪与水资源利用和发电的关系．从当前全国水库的总体情况来看，病险水库是各地防洪的一大隐患，尽快除险加固，是当务之急，应该在科研、设计、投入等环节进一步加大力度． 蓄洪区建设，传统的低标准的做法，虽能保证人员撤离，但不能使大多数的住房避免水淹，这是在国家财力和农村经济水平较低的情况下采取的不得已的办法．随着农村经济的发展、农民收入水平的提高，实践证明，如再用传统的低标准的做法，很难实行，因为需要分洪时阻力太大，下不了决心，不能按计划分洪，只能被动受淹，而且损失太大．应该参照近几年“移民建镇，退田还湖，平垸行洪”的做法，在需要蓄洪时，只淹地，不淹人，不淹房屋，这样将大大减少损失，真正能够按计划分、蓄洪．2．3 加强全社会的节水 我国是一个水资源短缺的国家，年平均降雨量650 mm，比全球陆地平均水平低150 mm；我国多年平均降雨总量6．2×104亿m3，其中可通过水循环更新的地表径流和地下水即水资源总量，为2．8×104亿m3，人均不足2200 m3，为世界平均水平的1／4．不但人均水资源少，而且时空分布很不均衡．黄淮海流域的人均水资源仅462 m3，其中京、津两市所在的海河流域人均水资源量仅292 m3，不足全国平均水平的1／7，黄淮海流域的缺水问题已经成为制约国民经济和社会发展的“瓶颈”．要解决缺水问题，必须实行“开源节流并举，节水为主”的方针． 灌溉系统的基础设施差、管理方式落后，浪费水严重．目前全国每年农业用水量约3800亿m3，占用水总量的近70％．由于灌溉设施标准低，更新维护措施跟不上，部分设施老化失修严重，用水管理粗放，近一半的灌溉水量在输水过程中因渗漏而损失，再加上田间灌溉方式和技术落后，全国灌溉水的平均利用率仅40％左右，比先进国家低25％～30％．大水漫灌，不仅浪费水，还造成土壤的次生盐碱化． 近几年来，各地采取了各类节水增效技术措施，主要有：加强农田用水管理、提高水价、渠道防渗、管道输水、短畦灌溉、沟灌、喷灌、滴灌、渗灌、小管出流、膜上膜下灌、集雨灌溉、咸水灌溉、水田浅湿灌溉、污水资源化、坐水种（穴灌）、机械保墒、化学保墒、秸秆与薄膜覆盖保墒等．其中：防渗渠道控制的农田面积已近1 300万hm2，管道输水面积已近670万hm2，喷灌、滴灌和微灌面积已达270万hm2左右，另外水稻节水灌溉、坐水种、膜上膜下灌等非工程节水面积共计1300万hm2． 1998年以来，国家加大了灌区续建配套和节水改造的投资力度，采取的主要工程措施是渠道防渗．渠道防渗，可采取多种形式，近几年采取“三面光”、U型槽的形式比较多，这些形式的技术和工艺比较简单，效果好，边建设，边受益，可以大量推广．国家补助投资进行配套和改造的200多个大型灌区以及塔里木河、黑河等流域的综合治理，也主要是采取渠道防渗、合渠并口等防渗节水措施．在有条件的地方，可以实行管道输水，可使渠系水利用系数提高到95％以上．在美国西部加州的一些灌区，20世纪20年代就开始用混凝土管代替明渠输水，60年代以来，加大了推广低压管道灌溉技术的力度，现在已有约一半的大型灌区实现了管道化．我国的一些地区20世纪80年代以来也大量采取了管道输水，比如：新疆兵团从80年代就采取塑料软管输水；近几年来，北方广大农村也大面积推广用水泥管、塑料管等代替农、毛渠道，成本较低，节水效果好． 关于田间节水，可采用多种形式．从世界总的情况来看，目前仍是以地面灌溉为主．比如美国，以沟灌为主的地面灌溉面积约占总灌溉面积的约2／3．少数国家，比如以色列，已经大部分采用喷、微灌．瑞典、英国、德国、奥地利、法国等发达国家，为了节省劳动力，也大量发展了自动化程度较高的喷灌．从我国的实际情况出发，在今后一定时期内，总体上仍将是以地面灌溉为主，有条件的地区，可发展喷、微灌，比如北京的顺义县、河北的三河县、山东的临淄区、黑龙江的甘南县等，大面积发展喷灌，取得了好的效果． 城市节约用水要做到“三同时，四到位”，即建设项目的主体工程与节水工程同时设计、同时施工、同时投入使用；取水用水单位必须做到用水计划到位、节水目标到位、节水措施到位、管理制度到位．按照有关规定，工业用水重复利用率低于40％的城市，在达标之前不得新增工业用水量，并限制其新建供水工程项目；各单位现有房屋建筑中安装使用的不符合节水标准的用水器具，须在2005年前更换为节水器具． 缺水地区要结合调整产业结构调整用水结构，限制发展高耗水作物（主要是水稻）和耗水量大的工业．2．4 合理开发、配置和利用水资源 近年来，北方有关省（市）提出的水资源工程越来越多．对水资源配置要进一步研究，使其有利于水资源的可持续利用，有利于工程建设和运行的良性循环．根据当前我国粮食供给形势和北方地区严重缺水的情况，新建水源工程的供水对象，重点应放在保证城镇用水和农村人畜饮水方面，农业灌溉主要靠加强节水措施．重点考虑城镇用水，是因为城镇是经济社会发展的中心，必须保证用水安全，否则将影响并制约城市的发展，加剧地下水的超采．城市用水的大部分经过处理后回归到河道、渠道，还可以用于下游地区的农业和生态．据有关部门统计，2001年全国城镇生活和工业的平均耗水率分别为26％和25％（农业的平均耗水率则高达64％，北方地区则更高）．城市生活和工业用水的3／4左右可回归用于农业和生态．跨流域调水工程，在增加城市生活和工业用水的同时，农业和生态也直接和间接受益． 在水资源配置上，要为城市发展留出一定的用水余地，否则，给农业的用水份额，将来也可能被城市挤占（北方地区这样的情况已经很多），使灌溉工程造成浪费，农民也难以接受． 为了解决水资源的时空分布不均和提高供水的保证率，要加强供水水网建设．从全国来说，分期建设南水北调东、中、西三条调水线路，与长江、黄河、淮河、海河构成“四横三纵、南北调配、东西互济”的大水网．各地也应根据水资源的供需情况，规划建设覆盖一定区域的水网．水网可以调剂余缺，缓解水资源的时空分布不均，优化水资源配置． 调水工程特别是大型跨流域调水工程，一定要十分重视生态环境问题．比如南水北调工程，要按照国务院提出的“先节水后调水，先治污后通水，先环保后用水”的原则，并要遵循自然规律和经济规律，使受水区和调水区做到“双赢”．2．5 搞好水土保持 水土保持要以预防保护和有效监督为主，防治并举．要实行工程措施和非工程措施结合，实行山水田林综合治理，增加植被，拦蓄泥沙，保护水资源和生态环境． 工程措施和非工程措施，都要充分考虑与改善当地生产条件和增加群众收入相结合．比如近几年实施的“退耕还林”和“退牧还草”政策，群众退耕、退牧后，国家补助一定的资金和粮食，使农民既解决了生活问题，又可以调整结构，改善生产条件，为长期脱贫和逐步致富打下基础．再比如黄河中游地区在小流域治理中采取的淤地坝工程，既拦沙，又能为群众增加高产稳产的沟坝地，群众说“家有两亩坝，旱涝都不怕”． 西北干旱、半干旱地区，生态建设要充分考虑降雨和水资源条件，要实行乔灌草结合．在降雨量少而不稳的地区，不宜大面积种植乔木，否则，靠建设水利工程浇树，成本太高，难以运行，水资源也难以平衡．越是干旱缺水地区，越要珍惜水资源，防止“拆东墙，补西墙”，得不偿失．总体上说，应主要靠天然降雨解决植被的需水问题，宜林则林，宜草则草，甚至宜荒则荒，历史上千百年形成的大量戈壁荒滩，不去人为地改变地貌，也是一种保护，否则，花很大的资金和资源代价，也不一定获得好的效果，甚至事与愿违．总之，要遵循自然规律和经济规律办事，要充分尊重群众的意愿，要在科学论证的基础上决策．2．6 重视保护湿地工作 人们把湿地比喻为“地球的肾”．湿地具有调蓄洪水、调节气候、净化水体、保护生物多样化等多种功能．我国的湿地面积大、类型多、分布广，由于多种原因，湿地保护存在很多问题，主要是湿地面积减少、调蓄水的作用降低、水质变差、湿地功能退化．需要采取综合措施加以保护． 1992年被联合国列入国际重要湿地名录的青海湖，由于毁草开荒、大水漫灌等原因，湖水位不断下降，湖面面积不断减少，近年来平均年蒸发量大于补给量，每年减少湖水量4亿多m3，湖水含盐量升高，鸟类栖息环境恶化，鱼类资源大幅度减少，湖区周边大量草地退化，沙化面积不断增加．为了解决这些问题，需要加强节水措施，调整产业结构，实行退耕还林、退牧还草，解决湖水入不敷出的问题，稳定和逐步恢复湖面面积，改善青海湖周边的生态环境． 湖南洞庭湖和江西鄱阳湖，近代以来由于围湖造田，导致湖面萎缩，蓄洪能力下降．洞庭湖面积1825年为6000km2，1949年减少到4350km2，1995年下降到2625km2．鄱阳湖在20世纪40年代湖面面积为5000多km2，90年代下降到不足4000 km2．长江中下游的通江湖泊面积，建国初期为17 000多km2，1998年仅剩下6000多km2．如果用建国初期的天然调蓄容积对1998年的洪水进行演算，长江中游1998年的洪水位可以降低1 m左右．长期以来，由于滩地围垦，搞了大量洲滩民垸，使得行洪能力大大下降．1998年长江大水，损失很大，灾后反思，为了解决人水争地的矛盾，国家在湖北、湖南、江西、安徽四省实行了移民建镇、退田还湖、平垸行洪政策，投入了100多亿元，对受灾严重的地区，在群众自愿的基础上，240多万人从原来的居住地迁走，脱离洪水威胁，并采取不同形式安排了生产、生活出路，使人与水建立一种和谐相处的新型关系．这项工程完成后，在大洪水情况下，退田还湖、平垸行洪地面积可达近3000 km2，其中鄱阳湖增加800多km2，洞庭湖增加约600 km2．已经实施的工程，在1999年和2002年的防洪中发挥了很大的作用．其中湖南省2002年在遇到历史第四高洪水位的情况下，先后有220多个堤垸实行“平垸行洪，退田还湖”，增加调蓄面积254 km2，21万多人免遭洪水之苦．为了进一步扩大退田还湖地面积，湖南省正在做进一步扩大湖面面积的规划．搞好“移民建镇，退田还湖，平垸行洪”工作，一是要充分尊重群众意愿，二是要千方百计解决好农民的生计问题，三是要规划好圩垸的平退方式，使扩大蓄洪面积、增加有效蓄洪量与提高农民收入统一起来．2．7 加大水污染防治力度 要大力推行清洁生产，加快工业污染防治从末端治理向生产全过程控制的转变．按照有关规定：所有城市都必须建设污水处理设施．到2005年，50万人口以上的城市，污水处理率应达到60％以上；到2010年，所有城市的污水处理率应不低于60％，直辖市、省会城市、计划单列市以及重点风景旅游城市的污水处理率不低于70％．今后，城市在新建供水设施的同时，要规划建设相应的污水处理设施；缺水地区在规划建设城市污水处理设施时，还要同时安排污水回用设施的建设；城市大型公共建筑和公共供水管网覆盖范围外的自备水源单位，都要建立中水系统，并在试点基础上逐步扩大居住小区中水系统建设；要通过价格、税收政策和必要的工程措施，促进节约用水和废水资源化，保护城市水源，缓解城市缺水对经济社会发展的制约；要按照“污染者付费”的原则，由工业企业和居民用水户承担污水治理的责任和义务，全面推行污水处理的收费政策，合理确定收费标准，逐步达到“补偿成本，略有盈利”的水平． 水污染防治要统一规划，分步实施，突出重点．近期国家的治理重点是：继续抓好“三河、三湖”水污染治理，做到工业污染源稳定达标排放，杜绝“反弹”现象的出现；加大对长江上游、三峡库区、黄河中上游、松花江流域和渤海水污染防治的力度；加大对海上采油、船舶和近海养殖污染的防治力度；在水环境治理中，要有效削减有机污染物排放总量，同时要注重控制氮、磷排放量，推广无磷洗涤用品，结合农村环境保护和生态农业，控制农业面源污染；实施好京、津等大中城市的水资源保护措施；抓紧南水北调工程水源区和沿线水污染防治工作，保障南水北调的水质．2．8 加快水价改革步伐，积极引入市场机制 对城市供水、节水和水污染防治，按照有关规定，可积极引入市场机制，拓宽融资渠道，鼓励和吸引社会资金和外资投向城市污水处理和回用设施项目的建设和运营，加快城市污水处理设施的建设步伐；对城市和污水处理工程所购置的设备可加速折旧；对收取的污水处理费实行专款专用、滚动使用；各地在调整城市供水价格和污水处理费标准时，要优先将污水处理费的征收标准调整到保本微利的水平，满足污水处理设施建设和运营的需要． 发挥经济杠杆对节约水资源的作用，调整水价是核心．提高城市现状用水水价，可为开源节水工程筹集建设资金，也可促进节水机制的形成．目前我国城市供水水价普遍偏低，提高水价还有较大空间．现状居民生活用水的水费支出占可支配收入的比例偏低（大部分城市在0．6％左右），参考有关国际组织的建议并与有关部门研究，这个比例可逐步提高到2％左右．提高城市用水水价，还可促使城市和企业内部加大节水和中水回用力度，减少地表水和地下水的取水量，减少污水排放，促进生态环境改善． 建立新的、合理的水价形成机制，必须体现“定额用水，差别水价，超额累进加价”的原则．要根据水资源情况确定居民基本生活用水定额，定额以内的用水水价，要考虑群众的承受能力，超过定额用水的提价幅度要高于定额内用水的提价幅度．对高消费用水，要大幅度提高水价．提高水价的工作，需要进行充分的调查研究，慎重决策．3 结 语 水利建设是我国可持续发展战略的一个重要组成部分，应该从我国的国情和水利建设的实际情况出发，针对存在的突出问题，在技术、经济、管理体制、运营机制等方面不断创新，并合理借鉴国外有益的先进经验，使水利建设在规模、质量和效益上不断上新台阶，为国家整体的可持续发展做出更大的贡献．

参照这篇的结构和内容吧：生物多样性与生态系统的稳定性（资源与环境学院 X X X）摘要：在生物多样性与生态系统稳定性研究动态的基础上，从生物多样性和稳定性的概念出发，可以确定忽视多样性和稳定性的生物组织层次可能是造成观点纷争的根源之一。特定生物组织层次的稳定性可能更多地与该层次的多样性特征相关。探讨多样性和稳定性的关系应从不同的生物组织层次上进行。扰动是生态系统多样性与稳定性关系悖论中的重要因子，如果根据扰动的性质，把生态系统（或其他组织层次）区分为受非正常外力干扰和受环境因子时间异质性波动干扰 " 类系统，稳定性的 ( 个内涵可以理解为：对于受非正常外力干扰的系统而言，抵抗力和恢复力是稳定性适宜的测度指标；对于受环境因子时间异质性波动干扰的系统而言，利用持久性和变异性衡量系统的稳定性则更具实际意义。结合对群落和种群层次多样性与稳定性相关机制的初步讨论，：在特定的前提下，多样性可以导致稳定性。关键词： 生物多样性；生物入侵；生态系统稳定性生物多样性是指地球上的生物所有形式、层次和联合体中生命的多样化，简单地说，生物多样性是生物及其与环境形成的生态复合体以及与此相关的各种生态过程的总和。生物多样性包括三个层次：基因多样性、物种多样性和生态系统多样性。生物入侵则是指外地生物进入另一地区，因为在此地区没有天敌，会较快繁殖而形成种群，打破本地生态系统的平衡，对本地物种的生存造成威胁。生物入侵是对生物多样性的破坏。生物多样性是地球生命经过几十亿年发展进化的结果，是人类赖以生存和持续发展的物质基础。物种的多样性意味着生态系统的结构复杂，网络化程度高，异质性强，能量、物质和信息输入输出的渠道众多而密集，纵横交错，畅通无阻，因而流量大、流速快、生产力高。即使个别途径被破坏，系统也会因多样物种之间的相生相克、相互补偿和替代而保证能量流、物质流、信息流的正常运转，使系统结构被破坏的部分迅速得到修复，恢复系统原有的稳定态，或形成新的稳定态。1.生物多样性物种多样性是群落生物组成结构的重要指标，它不仅可以反映群落组织化水平，而且可以通过结构与功能的关系间接反映群落功能的特征。生物群落多样性研究始于本世纪初叶，当时的工作主要集中于群落中物种面积关系的探讨和物种多度关系的研究。1943年，Williams在研究鳞翅目昆虫物种多样性时，首次提出了"多样性指数"的概念，之后大量有关群落物种多样性的概念、原理、及测度方法的论文和专著被发表，形成了大量的物种多样性指数，一度给群落多样性的测度造成了一定混乱。自70年代以后，Whittaker（1972）、Pielou（1975）、Washington（1984）和Magurran（1988）等对生物群落多样性测度方法进行了比较全面的综述，对这一领域的发展起到了积极的推动作用。生物多样性通常包含三层含义，即生态系统多样性、物种多样性和遗传多样性。狭义的遗传多样性是指物种的种内个体或种群间的遗传（基因）变化，亦称为基因多样性。广义的遗传多样性是指地球上所有生物的遗传信息的总和。物种多样性是指一定区域内生物钟类（包括动物、植物、微生物）的丰富性，即物种水平的生物多样性及其变化，包括一定区域内生物区系的状况（如受威胁状况和特有性等）、形成、演化、分布格局及其维持机制等。生态系统多样性是指生物群落及其生态过程的多样性，以及生态系统的内生境差异、生态过程变化的多样性等。从目前来看，生物群落的物种多样性指数可分为α多样性指数、β多样性指数和γ多样性指数三类。α多样性指数包含两方面的含义：①群落所含物种的多寡，即物种丰富度；②群落中各个种的相对密度，即物种均匀度。β多样性指数可以定义为沿着环境梯度的变化物种替代的程度。不同群落或某环境梯度上不同点之间的共有种越少，β多样性越大。精确地测定β多样性具有重要的意义。这是因为：①它可以指示生境被物种隔离的程度；②β多样性的测定值可以用来比较不同地段的生境多样性；③β多样性与α多样性一起构成了总体多样性或一定地段的生物异质性。群落物种多样性是梯度变化的。群落物种多样性的变化特征是指群落组织水平上物种多样性的大小随某一生态因子梯度有规律的变化。①纬度梯度：从热带到两极随着纬度的增加，生物群落的物种多样性有逐渐减少的趋势。如北半球从南到北，随着纬度的增加，植物群落依次出现为热带雨林、亚热带常绿阔叶林、温带落叶阔叶林、寒温带针叶林、寒带苔原，伴随着植物群落有规律的变化，物种丰富度和多样性逐渐降低。②海拔梯度：随着海拔的升高，在温度、水分、风力、光照和土壤等因子的综合作用下，生物群落表现出明显的垂直地带性分布规律，在大多数情况下物种多样性与海拔高度呈伏相关，即随着海拔高度的升高，群落物种多样性逐渐降低。如喜马拉雅山维管植物物种多样性的变化，就表现了这样的规律。③环境梯度：群落物种多样性与环境梯度之间的关系，有的时候表现明显，而有的时候则表现不明显。如Gartlan（1986）研究发现土壤中P、Mg、K的水平与热带植物群落物种多样性之间存在着显著的关系。Gentry（1982）对植物群落物种多样性进行的研究表明，在新热带森林类型，物种多样性与年降雨量呈显著正相关，而在热带亚洲森林类型，两者则不存在相关关系。④时间梯度：大多数研究表明，在群落演替的早期，随着演替的进展，物种多样性增加。在群落演替的后期当群落中出现非常强的优势种时，多样性会降低。2.生态系统稳定性生态系统的稳定性是指生态系统所具有的保持自身结构和功能相对稳定的能力，以及在受到一定的干扰后恢复到原来平衡状态的能力。它包括以下几个概念。1.抵抗力稳定性和恢复力稳定性 抵抗力也叫抗变能力，表示生态系统抵抗外界干扰和维持系统的结构和功能保持原状的能力。恢复力稳定性表示生态系统在受到外界干扰后恢复到原来状态的能力。2.局域稳定性和全域稳定性 局域稳定性表示生态系统在经受小的干扰后回到原状的能力。全域稳定性表示生态系统在经受一次大的干扰后恢复到原状的能力。对不同的生态系统来说，这两种稳定性可能有下列4种情况(图8-13):(1)局域稳定性和全域稳定性都低(图中以小球是否容易保持稳定来表示)；(2)局域稳定性高，全域稳定性低；(3)局域稳定性低，全域稳定性高；(4)局域稳定性和全域稳定性都高。3.脆弱性和强壮性 能在环境条件改变不大的情况下保持稳定的生态系统称为脆弱的生态系统。能在环境变化范围很大的条件下保持稳定的生态系统称为强壮的生态系统3.生物的多样性导致稳定性在生物多样性与生态系统稳定性研究动态的基础上，从生物多样性和稳定性的概念出发，可以确定忽视多样性和稳定性的生物组织层次可能是造成观点纷争的根源之一。特定生物组织层次的稳定性可能更多地与该层次的多样性特征相关。探讨多样性和稳定性的关系应从不同的生物组织层次上进行。扰动是生态系统多样性与稳定性关系悖论中的重要因子，如果根据扰动的性质，把生态系统（或其他组织层次）区分为受非正常外力干扰和受环境因子时间异质性波动干扰 " 类系统，稳定性的 ( 个内涵可以理解为：对于受非正常外力干扰的系统而言，抵抗力和恢复力是稳定性适宜的测度指标；对于受环境因子时间异质性波动干扰的系统而言，利用持久性和变异性衡量系统的稳定性则更具实际意义。结合对群落和种群层次多样性与稳定性相关机制的初步讨论：在特定的前提下，多样性可以导致稳定性。例如采用多样性理论和冗余理论对固沙植物群落稳定性机制进行论述.物种多样性的变化能很好地反映固沙植物群落的稳定性状态.在生物学各级水平都存在冗余,冗余是生命系统在长期的进化过程中逐渐形成的一种特性,其主要功能是确保生物个体和群体更好地适应极端环境、维持正常的生长发育和保持稳定,而且其功能只是在受到干扰时才明显地表现出来.削弱冗余,会导致在个体、种群或群落水平上产生补偿作用,以此来增加群落的功能.固沙植物群落的稳定程度主要取决于群落内冗余的数量和结构,冗余越多结构越复杂,群落越稳定.削弱固沙群落的根系冗余可获得生物量上的补偿,但使群落稳定性下降.①多数生态学家认为，群落的多样性是群落稳定性的一个重要尺度，多样性高的群落，物种之间往往形成了比较复杂的相互关系，食物链和食物网更加趋于复杂，当面对来自外界环境的变化或群落内部种群的波动时，群落由于有一个较强大的反馈系统，从而可以得到较大的缓冲。从群落能量学的角度来看，多样性高的群落，能流途径更多一些，当某一条途径受到干扰被堵塞不通时，就会有其它的路线予以补充②May（1973，1976）等生态学家认为，生物群落的波动是呈非线形的，复杂的自然生物群落常常是脆弱的，如热带雨林这一复杂的生物群落比温带森林更易遭受人类的干扰而不稳定。共栖的多物种群落，某物种的波动往往会牵连到整个群落。他们提出了多样性的产生是由于自然的扰动和演化两者联系的结果，环境的多变的不可测性使物种产生了繁殖与生活型的多样化。在群落多样性与稳定性的关系上,目前仍未定论。物种多样性在生物群落中的功能和作用：1．有关物种在生物群落中作用的假说，物种以什么样的机制维持生物群落的稳定？这是一个非常重要的但是目前还仍然没有解决的生态学问题，而且是生物多样性与生物群落功能关系中的核心问题。目前有关物种在生态系统中作用的假说有下列4种。（1）冗余种假说(Redundancy species hypothesis) ：生物群落保持正常功能需要有一个物种多样性的域值，低于这个域值群落的功能会受影响，高于这个域值则会有相当一部分物种的作用是冗余的(Walker 1992)。（2）铆钉假说(Rivet hypothesis)：铆钉假说的观点与冗余假说相反，认为生物群落中所有的物种对其功能的正常发挥都有贡献而且是不能互相替代的(Ehrlich,1981) ，正像由铆钉固定的复杂机器一样，任何一个铆钉的丢失都会使该机器的作用受到影响。（3）特异反应假说(Idiosyncratic response hypothesis)： 特异反应假说认为生物群落的功能随着物种多样性的变化而变化，但变化的强度和方向是不可预测的，因为这些物种的作用是复杂而多变的。（4）零假说(Null hypothesis)零假说认为生物群落功能与物种多样性无关，即物种的增减不影响生物群落功能的正常发挥。 2、概念与类型：上述4个假说中都没有对每个物种的作用程度做出明确的说明。在生物群落中不同物种的作用是有差别的。其中有一些物种的作用是至关重要的，它们的存在与否会影响到整个生物群落的结构和功能，这样的物种即称为关键种(Keystone species)或关键种组(Keystone group)。关键种的作用可能是直接的，也可能是间接的；可能是常见的，也可能是稀有的；可能是特异性（特化）的，也可能是普适性的。依功能或作用不同，可将关键种分为7类。关键种的鉴定目前比较成功的研究多在水域生态系统，而陆地生态系统的成功实例相对较少(Menge等,1994 )。3．功能群的划分及其意义 ：为了更好地认识生物多样性与生物群落结构和功能的关系，有必要引入功能群的概念。功能群是具有相似的结构或功能的物种的集合，这些物种对生物群落具有相似的作用，其成员相互取代后对生物群落过程具有较小的影响。将生物群落中的物种分成不同的功能群的意义表现在：(1)使复杂的生物群落简化，有利于认识系统的结构和功能(2)弱化了物种的个别作用，从而强调了物种的集体作用。4.多样性稳定性的意义及其价值生物多样性是地球上生命长期进化的结果，更是人类赖以生存的物质基础。由于当今世界人口的高速增长，人类经济活动的不断加剧，生物多样性正面临着日益严重的威胁，其原因原因在于以下几点：（1）人口增加；（2）生境破坏；（3）环境污染；（4）人类大规模的迁移。除外界因素之外，物种本身的遗传特点，也往往促成了灭绝的发生。如某些种定居与食物链的高级位，还有一些种分布的范围十分有限，某些种散步和定居的能力很弱，它门对环境有特殊的要求，等等这些原因。通过对生物多样性稳定性的研究，从生物多样性的保护与持续利用的角度出发，很好的利用生物多样性具有的现实及其未来的社会经济价值，等等。随着生物多样性研究的不断深入，从以物种为中心转向一生态系统为重点，即从多样性的生物学研究向转向多样性的生态学研究，在大多数物种特化群落或营养级网络层次上认识种群和群落的多样性结构、功能和动态特征。这样将能使种群生物学和保护生物学与生态学的研究内容有机的联系起来，予以它们某种统一规律的认识。充分考虑生物多样性从个体至生态系统的多层次组织结构及其功能的重要性，从而深入了解生物多样性的产生、维持和濒危机制，以及生物多样性结构与动态变化过程的相互关系。参考文献[1] 孙儒泳.动物生态学原理（第三版）.北京师范大学出版社，2001.9.[2] 林育真.生态学.科学出版社，2004.[3] 人类发展与生存环境.中国环境科学出版社，2001.

生物的多样性与稳定性 我想我们大家都学过生物起源,还有达尔文的进化论.它们,告诉了我们人类的起源与发展,为我们今后的科学的发展,也为了人类的进步和发展,奠定了坚实基础. 我想我们每一个人都听过这样一句话,一猪生九子连母十个样.这又说明了什么?说明了:虽然是同一种生物,但是它们的外行样貌也是不一样的.这也是生物的多样性的一个鲜明例子.也就是说,生物界没有完全相同的同一种生物.即使,它们具有了相同的外行,这种很少的特例,它们的性格特征.也是有所不同的. 像我们的现实生活当中,很少能看到有一样的人,不是吗?即使遇到了这样了很少的特例,他们的性格特征也是不一样的.大家也可以去向这样的母亲去咨询一下.这是无可后非的.我希望大家往后能面对这个现实,有效了利用起来.去发展创造我们的未来. 我想大家都知道,猪生猪,兔生兔.它们不可能生出猫和老鼠.对吧?这也就是生物学所说的稳定性.我想:也有可能大家都知道,有些生物会生出一些畸形的下一带但它也属于本身同一种生物.也不可能基因突变制其它生物.如果大家有谁见到过,可以给我打电话,我会告诉你,你是历史第一人,你可以获得吉尼斯世界记录,大过年的恭喜你了.世界生物的稳定的性,也给达尔文的进化论起到了相互促进的作用,适者生存不适者被淘汰,这个残酷的现实希望大家能够接受它,这是不可改变的.我相信你们会很好利用的. 不论世界的生物在怎么的发展与变化,事物的多样性与稳定性是不可改变的,也是世间万物都必须遵守的法则.希望大家能领会这个道理,能真正的运用其现实当中,来创造我们的社会,为我们的人类,现出自己的一份力量.

摘要：本文围绕濒危物种的保护，首先简述物种灭绝危机的现状；既而从灭绝的原因着手，谈论保护物种的途径，譬如保护生境、建立基因库、杜绝过度捕杀和采挖等。濒危物种等级体系包括下列五个等级：（1）绝灭（Extinct）;(2)野生绝灭（Extinct in the wild）;(3)极危（Critically endangered）;(4)濒危（Endangered）;(5)易危（Vulnerable）;(6)低危（Lower Risk）。1 何为濒危物种？濒危物种指所有由于物种自身的原因或受到人类活动或自然灾害的影响而有灭绝危险的野生动植物。一个关键物种的灭绝可能破坏当地的食物链，造成生态系统的不稳定，并可能最终导致整个生态系统的崩解。2 濒危物种的灭绝原因要解决物种不断减少的问题,首先要弄清楚造成这种状况的原因。现在被普遍接受的一个观点就是:现代物种灭绝的第一位原因是确定性的人为因素的作用，尤其是生境丧失、生境破碎化、无节制地捕杀和过度利用对物种生存威胁最为严重。其中，生境消失被确认是大多数目前正濒于灭绝的脊椎动物所遭受的基本威胁。仅是在我国的海南岛，20世纪50年代初有天然林约87万h平方米，森林覆盖率26%，到1979年，森林面积仅存52万h平方米，覆盖率仅为9.8%。在57个旧大陆热带国家中，有47个国家的原有森林消失率超过50%，这不可避免地造成了许多生物的分布区不断的缩小。生境破碎化是指由于某种原因而使一块大的、连续的环境，被分割成两个或更多片的过程。这导致外来因素对生境的干扰增强，并有可能限制一些物种潜在的散布;由于资源的季节性和分布的不均衡性,动物的觅食能力还可能因此降低。3 保护濒危物种的几种途径：3.1 就生境恢复和保护而言，研究土地合理使用的策略和措施将为之提供依据；而最重要的应该是改变人的思想，这一点，在我看来，也是最根本的。它可以保证人们自觉地通过各种方式保护生境，如世界各国都建立了许多自然保护区和国家公园；并且能够将过度捕杀等人为破坏生境的行为扼杀在萌芽状态，这对许多物种的延续无疑具有非常深远的意义，因为现今如大野牛、剑齿虎、穿山甲、狼、藏羚羊、渡渡鸟等众多动物的灭绝，均与过度捕杀有关。3.2 建立遗传基因库就是一个可行并且已初见成效的手段。所谓基因库就是一个群体中所有个体的基因型的集合，几乎包含了该物种的所有遗传信息。基因资源库主要包括生殖细胞库、体细胞库、基因组DNA文库和cDNA文库等几个子基因库，其中DNA由于是遗传信息的直接物质载体而最为重要。可以预见未来给DNA测序将实现自动化。对任何一种生物，只要对其遗传物质DNA采集方法恰当，就可以完整的得到它的基因组并进行测序，并建立基因库。有了基因组和基因库的信息，不但能重组这种生物，还能重组由其进化而来的近亲物种，对濒危物种的保护和恢复无疑将具有重要的意义。此外，基因库信息在对市场进行监测的过程中也有重要作用，市场上出售的鲸类制品被抽检，与禁捕鲸类的DNA样本比较，可以确认产品中是否有受保护的鲸类肉。在濒危物种保护的其他方面基因库也发挥着其特有的作用。例如，美国科学家通过对加利福尼亚神鹰成对的DNA样板进行标识跟踪，探测到了其遗传性软骨营养障碍的致病基因；同样是美国,研究人员在通过对佛罗里达州的美洲豹进行遗传多样性的观察和研究后，采取人工干预的方法增加其变种。3.3 特定的保护策略：虽然同属于濒危物种，但是不同的种群、各异的生长环境、面临威胁的程度上的差异等都决定了在实施保护时，要具体问题具体分析，量身定制切实有效的保护策略。例如，墨西哥国立大学生态学院的GerardoCeballos提出，“对哺乳动物要实施全面的保护策略，详细分析物种分布的模式，进而充分考虑涉及到的问题，重点关注受威胁的物种和濒危物种”。而对待鲨鱼种群，有些积极保护动物的团体正奋力从宠物店、饭馆和夜总会中拯救它们，让其起回归“野外”，获得自由，但是放归行为的利弊仍然存在许多争议。4 各个国家和机构的努力：首当其冲的是各国相关法律的制定、出台与完善，以及国际间的合作与支持。如我国于2006年7月1日起施行的《畜禽遗传资源保种场保护区和基因库管理办法》。4.1 我国云南省建成世界上最大的少数民族基因库,世界上采集民族样本最多、样本量最大的遗传信息资源库。专家从云南当地25个世居少数民族中采集的1250名男性的DNA基因样本目前已全部存放云南大学基因库，这将为少数民族的遗传多样性和遗传疾病提供最原始的研究材料4.2 越南重引入濒危叶猴和小蜂猴，并于1995年颁布《越南生物多样性行动计划》，制定了全面的战略，以解决如何在可持续的框架内保护生物多样性资源问题。4.3 美国进步科学协会筹建物种基因库网站，专门用于登记物种的遗传资源和建立DNA库，以帮助反映现存某物种的生存范围，供保护区的建立和规模建设参考。4.4 欧洲也欲在月球建基因库存储地球物种基因。各国共同努力促进IUCN红色名录的完善，推动红色名录优先评估工作的进一步开展-----首先筛选出红色名录评估时应该优先考虑的种群。参考文献：《珍稀濒危植物保护生物学》《基因时代的恐慌与真相》

认为生命及其若干能力最初是由造物主注入少数类型或一个类型，而且在这个行星按照既定的引力法则继续运转的时候，无数最美丽和最奇异的类型曾经并正在从如此简单的开端进化而来，这个观点是极其壮丽的。”（《物种起源》谢蕴贞原译，陈世骧等重译，科学出版社1972年8月第一版321页） 为了防止人们误以为他的《物种起源》是否认天主创造生物，他在该书1860年再版时，特地声明：“我看不出有任何充足理由能够证明本书所发表的概念与宗教有任何冲突之处。”他在逝世前三年，写信给他的好友福尔狄斯说：“我从未否认过造物主的存在。”