染色體知識的綜合梳理

江蘇省泰興中學(xué) 李 椿

進入高三的復(fù)習(xí)階段，教師綜合性地、系統(tǒng)地幫助學(xué)生梳理教材中分散的知識點，圍繞核心概念歸納總結(jié)，有助于學(xué)生在比較緊張的學(xué)習(xí)過程中提高復(fù)習(xí)效率。下面筆者就高中生物學(xué)中所涉及的染色體這一知識做一個梳理總結(jié)，以利于學(xué)生學(xué)習(xí)能力的提升。

一、存在部位及化學(xué)本質(zhì)

染色體存在于真核生物細(xì)胞的細(xì)胞核內(nèi)，原核生物、病毒沒有。主要由D N A和蛋白質(zhì)組成，能被龍膽紫、醋酸洋紅液等堿性染料染成深色。

二、與染色質(zhì)的區(qū)別

染色體與染色質(zhì)是同種物質(zhì)在細(xì)胞分裂過程中的兩種形態(tài)。在細(xì)胞分裂間期染色質(zhì)呈細(xì)長的絲狀并且交織成網(wǎng)狀。細(xì)胞進入分裂期時染色質(zhì)細(xì)絲就高度螺旋化，縮短變粗而成為圓柱狀或桿狀的染色體形態(tài)。

三、染色體與染色單體

細(xì)胞有絲分裂的間期染色體復(fù)制后到分裂期的前期、中期都有染色單體，后期著絲點分裂后就不存在了。細(xì)胞減數(shù)分裂的間期染色體復(fù)制后一直到減數(shù)第二次分裂的中期都有染色單體，從減數(shù)第二次分裂后期著絲點分裂后也就不存在了。

四、同源染色體

一般指二倍體生物細(xì)胞中形態(tài)、大小相同，一條來自父方，另一條來自母方的兩條染色體。在X Y型性別決定方式中，盡管X與Y染色體形態(tài)大小不同，但習(xí)慣上也把它們看成是一對同源染色體。在細(xì)胞有絲分裂過程中無同源染色體聯(lián)會配對行為，也不出現(xiàn)四分體；而在減數(shù)第一次分裂過程中同源染色體發(fā)生聯(lián)會配對并進一步形成四分體。根據(jù)同源染色體的有無及有無聯(lián)會配對等行為可判斷細(xì)胞進行的分裂方式及所處分裂時期。

五、常染色體與性染色體

以人為例，男性的體細(xì)胞中有22對染色體的形態(tài)與女性相同，與性別無明顯關(guān)聯(lián)，這些染色體稱為常染色體；另外有1對與女性的有明顯差異，并且對人的性別起決定作用，這對染色體稱為性染色體。男性體細(xì)胞中染色體組成可表示為22A A+X Y（用A表示常染色體，下同），女性體細(xì)胞中染色體組成可表示為22A A+X X。在人的精子形成過程中，初級精母細(xì)胞中染色體組成（23對）為22A A+X Y；次級精母細(xì)胞中無同源染色體，處于減數(shù)第二次分裂前期、中期的次級精母細(xì)胞中染色體數(shù)目為23條，組成為22A+X或22A+Y；處于減數(shù)第二次分裂后期的次級精母細(xì)胞中染色體數(shù)目為46條，組成為44A+X X或44A+Y Y；精子細(xì)胞中染色體數(shù)目為23條，組成為22A+X或22A+Y。類似的，在人的卵細(xì)胞形成過程中，初級卵母細(xì)胞中染色體組成（23對）為22A A+X X；次級卵母細(xì)胞中無同源染色體，處于減數(shù)第二次分裂前期、中期的次級卵母細(xì)胞中染色體數(shù)目為23條，組成為22A+X；處于減數(shù)第二次分裂后期的次級卵母細(xì)胞中染色體數(shù)目為46條，組成為44A+X X；成熟的卵細(xì)胞中染色體數(shù)目為23條，組成為22A+X。

另外，人的某些性狀的遺傳常常與性別相關(guān)聯(lián)，這就涉及到伴性遺傳了。如人的紅綠色盲就是由X染色體上的隱性基因所控制的，患者多為男性；抗維生素D佝僂病是由位于X染色體上的顯性致病基因控制的，女性患者相對較多；人的外耳道多毛癥就是由Y染色體上的基因控制的，患者都是男性。

六、染色體、DNA、基因間的關(guān)系

基因是有遺傳效應(yīng)的D N A片段，是遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能單位；基因在染色體上呈線性排列，位于一對同源染色體的相同位置并且控制相對性狀的基因稱為等位基因，如A和 a；薩頓通過類比推理的方法認(rèn)為基因在染色體上，摩爾根通過果蠅雜交實驗證明了這一推論；現(xiàn)代分子生物學(xué)技術(shù)可通過熒光標(biāo)記把基因準(zhǔn)確定位到染色體上；D N A是染色體的重要組成成分，染色體是遺傳物質(zhì)的主要載體；染色體與染色體上的D N A之間的數(shù)量比為1︰1 或1︰2（復(fù)制后）。

七、染色體與孟德爾遺傳定律

孟德爾的基因分離定律的實質(zhì)是：在雜合子的細(xì)胞中，位于一對同源染色體上的等位基因，具有一定的獨立性，生物體在進行減數(shù)分裂形成配子時，等位基因會隨著同源染色體的分開而分離，分別進入到兩個配子中，獨立地隨配子遺傳給后代。其自由組合定律的實質(zhì)是：位于非同源染色體上的非等位基因的分離或組合是互不干擾的；在進行減數(shù)分裂形成配子的過程中，同源染色體上的等位基因彼此分離，非同源染色體上的非等位基因自由組合。由此可見孟德爾的遺傳定律與染色體有著重要的關(guān)聯(lián)，可以說如果遺傳物質(zhì)不在染色體上，或者說細(xì)胞中不存在染色體的話，其相關(guān)的遺傳是不遵循孟德爾遺傳定律的。

八、染色體與生物的可遺傳變異

染色體變異是生物可遺傳變異的來源之一，具體可分為染色體結(jié)構(gòu)變異和數(shù)目的變異。

染色體結(jié)構(gòu)變異包括染色體片段的重復(fù)、缺失、倒位、易位。這里要注意與基因突變、基因重組的區(qū)別，基因突變強調(diào)的是D N A分子中堿基對的增添、缺失或改變而引起的基因結(jié)構(gòu)的改變?；蛲蛔儭⒒蛑亟M實質(zhì)上是分子水平的變異，而染色體變異不屬，在光學(xué)顯微鏡下可以觀察到染色體的變異，但不能觀察到基因突變。另外，減數(shù)分裂過程中四分體時期的交叉互換現(xiàn)象是發(fā)生在配對的同源染色體上的非姐妹染色單體之間的，不屬于染色體結(jié)構(gòu)變異，應(yīng)屬基因重組；易位現(xiàn)象是發(fā)生在兩條非同源染色體之間的，應(yīng)屬染色體結(jié)構(gòu)變異。

染色體數(shù)目變異分為兩類：一類是細(xì)胞內(nèi)個別染色體數(shù)目的增加或減少；另一類是以染色體組的形式成倍的增加或減少。在此基礎(chǔ)上，可進一步引導(dǎo)學(xué)生梳理一下染色體組、單倍體、二倍體、多倍體的概念，單倍體育種與多倍體育種，染色體異常與人類遺傳病等相關(guān)知識點。

此論文系“江蘇省教育科學(xué)十三五規(guī)劃2016年度課題——高中生物學(xué)優(yōu)生學(xué)習(xí)能力提升的途徑和實踐研究”的階段性研究成果。課題編號：B-b/2016/02/132