染色體組
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染色體組
細(xì)胞中的一組非同源染色體，它們?cè)谛螒B(tài)和功能上各不相同，但是攜帶著控制一種生物生長(zhǎng)發(fā)育、遺傳和變異的全部信息，這樣的一組染色體，叫做一個(gè)染色體組。
染色體組
genome，genom
染色體組指配子中所包含的染色體或基因的總和，現(xiàn)已作為專門的術(shù)語廣泛使用。H．Winkler（1920）最初提出，單倍體的一整套染色體即為一個(gè)染色體組。這一組染色體與從屬于它的原生質(zhì)一起應(yīng)成為分類學(xué)上的一個(gè)單位。這是最先所給與染色體組的基本概念。木原均（1980）又賦于此概念以功能上的含義，即把各種生物為保持其生活機(jī)能協(xié)調(diào)諧和而不可或缺的一組染色體作為一個(gè)染色體組。在一個(gè)染色體組為A的二倍體生物中，體細(xì)胞與生殖細(xì)胞的染色體組分別為A和AA。單倍體的產(chǎn)生證明了僅一套染色體組即能維持生物的生存。在二套染色體中如其所包含的所有染色體彼此兩兩相同時(shí)稱為同源染色體組，相反，如所有染色體都不相同，則稱異源染色體。處于二者之間則為部分同源染色體。病毒和原核生物中的細(xì)菌的染色體是單鏈的DNA（或RNA）大分子，具有各個(gè)種的特定大小，因?yàn)闆Q定一個(gè)種的遺傳信息全部貯存在一組核酸分子中，其染色體核酸分子也就是一個(gè)染色體組（或基因組），因此，所謂多瘤病毒的染色體組，大腸桿菌的染色體組等，常常意味著就是它們各自的染色體DNA分子。
在大多數(shù)生物的體細(xì)胞中染色體是兩兩成對(duì)的。例如果蠅有4對(duì)共8條染色體，這4對(duì)染色體可以分成兩組，每一組中包括3條常染色休和1條性染色體。就雄果蠅來說，其中的一組包括X、II、III 、IV。另一組包括Y、II、III 、IV。在精子形成過程中：經(jīng)過減數(shù)分裂染色體的數(shù)目減半，所以雄果蠅的精子中只含有一組染色體（X、II、III 、IV或 Y、II、III 、IV）這組染色體中的4條染色體，形狀和大小各不相同。像雄果蠅的精子中的4條染色體這樣，一個(gè)生殖細(xì)胞中的全部染色體，在形態(tài)和功能上各不相同，但是包含了控制生物體生長(zhǎng)發(fā)育、遺傳和變異的全部信息，這樣的一組完整的非同源染色體組，叫一個(gè)染色體組，人們常用染色體組型分析方法，來描述染色體組在有絲分裂中期的特征。
圖為雄果蠅染色體組圖解
二倍體和多倍體
體細(xì)胞中含有兩個(gè)染色體組的個(gè)體叫二倍體，如人、玉米、果蠅等。幾乎全部的動(dòng)物和過半數(shù)的高等植物都是二倍體。體細(xì)胞中含有三個(gè)或三個(gè)以上染色體組的個(gè)體叫多倍體，其中體細(xì)胞中含有三個(gè)染色體組的個(gè)體叫三倍體。比如香蕉。體細(xì)胞中含有四個(gè)染色體組的個(gè)體叫四倍體。比如馬鈴薯。多倍體在植物中廣泛地存在著，在動(dòng)物中比較少見。在被子植物中，至少有1／3的物種是多倍體。例如，普通小麥、棉花、煙草、蘋果、梨、菊、水仙等都是多倍體，帕米爾高原的高山植物，有65％的種類是多倍體。多倍體產(chǎn)生的主要原因，是體細(xì)胞在有絲分裂的過程中，染色體完成了復(fù)制，但是細(xì)胞受到外界環(huán)境條件（如溫度驟變）或生物內(nèi)部因素的干擾，紡錘體的形成受到破壞以致染色體不能被拉向兩極，細(xì)胞也不能分裂成兩個(gè)子細(xì)胞，于是就形成染色體數(shù)目加倍的細(xì)胞，如果這樣的細(xì)胞繼續(xù)進(jìn)行正常的有絲分裂，就可以發(fā)育成染色體數(shù)目加倍的組織或個(gè)體。
染色體數(shù)目加倍也可以發(fā)生在配子形成的減數(shù)分裂過程中，這樣就會(huì)產(chǎn)生染色體數(shù)目加倍的配子，染色體數(shù)目加倍的配子在受精以后也會(huì)發(fā)育成多倍體。
生物體幾倍體的判別 多倍體的生殖細(xì)胞內(nèi)不只含有一個(gè)染色體組，但由這樣的生殖細(xì)胞直接發(fā)育成的個(gè)體都叫單倍體。不能只是根據(jù)細(xì)胞內(nèi)染色體組的數(shù)目簡(jiǎn)單地叫做幾倍體，即生物的幾倍體的判別，不能只看細(xì)胞內(nèi)含有多少個(gè)染色體組，還要考慮到生物個(gè)體發(fā)育的直接來源：①如果生物體由受精卵（或合子）發(fā)育而成，生物體細(xì)胞內(nèi)有幾個(gè)染色體組，此生物就叫幾倍體；②如果生物體由生殖細(xì)胞（卵細(xì)胞或花粉）直接發(fā)育而成，無論細(xì)胞內(nèi)含有幾個(gè)染色體組，此生物體都不能叫幾倍體，而只能叫單倍體。另外，還要考慮染色體組倍性的變化：若染色體組數(shù)目倍性減半，則形成單倍體，如植物的花藥離體培養(yǎng)形成單倍體植株，蜜蜂的孤雌生殖發(fā)育成雄蜂；若染色體組數(shù)目成倍增加形成多倍體，如八倍體的小黑麥等。
單倍體
單倍體是由配子發(fā)育而成的生物
在生物的體細(xì)胞中，染色體的數(shù)目不僅可以成倍地增加，還可以成倍地減少。例如，蜜蜂的蜂王和工蜂的體細(xì)胞中有32條染色體，而雄蜂的體細(xì)胞中只有16條染色體。像蜜蜂的雄蜂這樣，體細(xì)胞中含有本物種配子的染色體數(shù)目的個(gè)體，叫做單倍體。
對(duì)于二倍體生物而言，它的單倍體的體細(xì)胞中只含有一個(gè)染色體組，例如，玉米是二倍體，它的體細(xì)胞中含有兩個(gè)染色體組、20條染色體，它的單倍體植株的體細(xì)胞中含有1個(gè)染色體組、10條染色體，但是有的單倍體生物的體細(xì)胞中不只含有一個(gè)染色體組。例如：普通小麥?zhǔn)?a href="/w/%E5%85%AD%E5%80%8D%E4%BD%93" title="六倍體">六倍體，它的體細(xì)胞中含有6個(gè)染色體組、42條染色體，而它的單倍體植株的體細(xì)胞中則含有3個(gè)染色體組、21條染色體。
在自然條件下，玉米、高粱、水稻、番茄等高等植物，偶爾也會(huì)出現(xiàn)單倍體植株。與正常的植株相比，單倍體植株長(zhǎng)得弱小而且是高度不育的。但是，它們?cè)谟N上有特殊的意義。育種工作者常常采用花藥離體培養(yǎng)的方法來獲得單倍體植株，然后經(jīng)過人工誘導(dǎo)使染色體數(shù)目加倍，重新恢復(fù)到正常植株的染色體數(shù)目。用這種方法得到的植株，不僅能夠正常生殖，而且每對(duì)染色體上的成對(duì)的基因都是純合的，自交產(chǎn)生的后代不會(huì)發(fā)生性狀分離，因此利用單倍體植株培育新品種，只需要兩年時(shí)間，就可以得到一個(gè)穩(wěn)定的純系品種。與常規(guī)的雜交育種方法相比，明顯地縮短了育種年限。
細(xì)胞內(nèi)個(gè)別染色體的增加或減少，也會(huì)引起生物性狀的改變，甚至導(dǎo)致生物體死亡。例如，對(duì)玉米和番茄來說，細(xì)胞內(nèi)缺少了一條染色體就不能成活：，又如，在黑腹果蠅中，細(xì)胞內(nèi)多一條或者少一條性染色體都會(huì)影響果蠅的生育力；多一條或者少一條II、III染色體，都會(huì)導(dǎo)致果蠅死亡。
人類的染色體組
在有絲分裂中期的染色體最典型，此時(shí)細(xì)胞經(jīng)過分裂見間期的復(fù)制，具有兩個(gè)相同結(jié)構(gòu)的染色單體并由著絲點(diǎn)（主縊痕）相連。根據(jù)著絲點(diǎn)的位置而定，可將中期染色體分為四種：中著絲粒染色體、亞中著絲粒染色體、端著絲粒染色體、近端著絲粒染色體。
人類染色體組型是指人的一個(gè)體細(xì)胞中全部染色體的數(shù)目、大小和形態(tài)特征。進(jìn)行人類染色體組型分析就是根據(jù)上述特征對(duì)人類染色體進(jìn)行分組、排列和配對(duì)。生物的染色體組型代表了生物的種屬特征，所以，進(jìn)行染色體組型分析，對(duì)于探討人類遺傳病的發(fā)病機(jī)理、動(dòng)植物的起源、物種間的親緣關(guān)系等都具有重要意義。
人類男性體細(xì)胞的正常染色體組型具有46條染色體，同源染色體配對(duì)后并按體積從大到小逐一編號(hào)，其中1～22號(hào)為常染色體，性染色體被稱為X和Y染色體。
體細(xì)胞中的一組非同源染色體，它們?cè)谛螒B(tài)和功能上各不相同，但是，攜帶著控制一種生物生長(zhǎng)發(fā)育、遺傳和變異的全部信息，這樣的一組染色體，叫做一個(gè)染色體組。
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