染色体组

在大多数生物的体细胞中染色体是两两成对的。例如果蝇有4对共8条染色体，这4对染色体可以分成两组，每一组中包括3条常染色体和1条性染色体。就雄果蝇来说，其中的一组包括X、II、III、IV。另一组包括Y、II、III、IV。在精子形成过程中：经过减数分裂染色体的数目减半，所以雄果蝇的精子中只含有一组染色体（X、II、III、IV或Y、II、III、IV）这组染色体中的4条染色体，形状和大小各不相同。像雄果蝇的精子中的4条染色体这样，一个生殖细胞中的全部染色体，在形态和功能上各不相同，但是包含了控制生物体生长发育、遗传和变异的全部信息，这样的一组完整的非同源染色体，叫一个染色体组，人们常用染色体组型分析方法，来描述染色体组在有丝分裂中期的特征。

体细胞中含有两个染色体组的个体叫二倍体，如人、玉米、果蝇等。几乎全部的动物和过半数的高等植物都是二倍体。体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体叫多倍体，其中体细胞中含有三个染色体组的个体叫三倍体，比如香蕉。体细胞中含有四个染色体组的个体叫四倍体，比如马铃薯。多倍体在植物中广泛地存在着，在动物中比较少见。在被子植物中，至少有1/3的物种是多倍体。例如，普通小麦、棉花、烟草、苹果、梨、菊、水仙等都是多倍体，帕米尔高原的高山植物，有65%的种类是多倍体。多倍体产生的主要原因，是体细胞在有丝分裂的过程中，染色体完成了复制，但是细胞受到外界环境条件（如温度骤变）或生物内部因素的干扰，纺锤体的形成受到破坏以致染色体不能被拉向两极，细胞也不能分裂成两个子细胞，于是就形成染色体数目加倍的细胞，如果这样的细胞继续进行正常的有丝分裂，就可以发育成染色体数目加倍的组织或个体。

染色体数目加倍也可以发生在配子形成的减数分裂过程中，这样就会产生染色体数目加倍的配子，染色体数目加倍的配子在受精以后也会发育成多倍体。

在生物的体细胞中，染色体的数目不仅可以成倍地增加，还可以成倍地减少。例如，蜜蜂的蜂王和工蜂的体细胞中有32条染色体，而雄蜂的体细胞中只有16条染色体。像蜜蜂的雄蜂这样，体细胞中含有本物种配子的染色体数目的个体，叫做单倍体。

对于二倍体生物而言，它的单倍体的体细胞中只含有一个染色体组，例如，玉米是二倍体，它的体细胞中含有两个染色体组、20条染色体，它的单倍体植株的体细胞中含有1个染色体组、10条染色体，但是有的单倍体生物的体细胞中不只含有一个染色体组。例如：普通小麦是六倍体，它的体细胞中含有6个染色体组、42条染色体，而它的单倍体植株的体细胞中则含有3个染色体组、21条染色体。

在自然条件下，玉米、高粱、水稻、番茄等高等植物，偶尔也会出现单倍体植株。与正常的植株相比，单倍体植株长得弱小而且是高度不育的。但是，它们在育种上有特殊的意义。育种工作者常常采用花药离体培养的方法来获得单倍体植株，然后经过人工诱导使染色体数目加倍，重新恢复到正常植株的染色体数目。用这种方法得到的植株，不仅能够正常生殖，而且每对染色体上的成对的基因都是纯合的，自交产生的后代不会发生性状分离，因此利用单倍体植株培育新品种，只需要两年时间，就可以得到一个稳定的纯系品种。与常规的杂交育种方法相比，明显地缩短了育种年限。

细胞内个别染色体的增加或减少，也会引起生物性状的改变，甚至导致生物体死亡。例如，对玉米和番茄来说，细胞内缺少了一条染色体就不能成活；又如，在黑腹果蝇中，细胞内多一条或者少一条性染色体都会影响果蝇的生育力；多一条或者少一条II、III染色体，都会导致果蝇死亡。

在有丝分裂中期的染色体最典型，此时细胞经过分裂间期的复制，具有两个相同结构的染色单体并由着丝点（主缢痕）相连。根据着丝点的位置而定，可将中期染色体分为四种：中着丝粒染色体、亚中着丝粒染色体、近端着丝粒染色体和端着丝粒染色体。

人类染色体组型是指人的一个体细胞中全部染色体的数目、大小和形态特征。进行人类染色体组型分析就是根据上述特征对人类染色体进行分组、排列和配对。生物的染色体组型代表了生物的种属特征，所以，进行染色体组型分析，对于探讨人类遗传病的发病机理、动植物的起源、物种间的亲缘关系等都具有重要意义。

人类男性体细胞的正常染色体组型具有46条染色体，同源染色体配对后并按体积从大到小逐一编号，其中1～22号为常染色体，性染色体被称为X和Y染色体。

体细胞中的一组非同源染色体，它们在形态和功能上各不相同，但是，携带着控制一种生物生长发育、遗传和变异的全部信息，这样的一组染色体，叫做一个染色体组。

• 染色体数目：46条（23对）
• 常染色体：1～22号
• 性染色体：X和Y
• 分类依据：着丝粒位置（中着丝粒、亚中着丝粒、近端着丝粒、端着丝粒）
• 应用：遗传病诊断、物种亲缘关系分析

• 刘祖洞. (1991). 遗传学 (第二版). 高等教育出版社.
• 戴灼华, 王亚馥. (2016). 遗传学 (第三版). 高等教育出版社.
• Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., et al. (2014). Molecular Biology of the Cell (6th ed.). Garland Science.
• Griffiths, A. J. F., Wessler, S. R., Carroll, S. B., et al. (2015). Introduction to Genetic Analysis (11th ed.). W. H. Freeman.