染色體組

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細胞中的一組非同源染色,它們在形態功能上各不相同,但是攜帶著控制一種生物生長發育遺傳變異的全部信息,這樣的一組染色體,叫做一個染色體組

染色體組

  genome,genom   染色體組指二倍體生物配子中所包含的染色體或基因的總和,現已作為專門的術語廣泛使用。H.Winkler(1920)最初提出,單倍體的一整套染色體即為一個染色體組。這一組染色體與從屬於它的原生質一起應成為分類學上的一個單位。這是最先所給與染色體組的基本概念。木原均(1980)又賦於此概念以功能上的含義,即把各種生物為保持其生活機能協調諧和而不可或缺的一組染色體作為一個染色體組。在一個染色體組為A的二倍體生物中,體細胞與XX細胞的染色體組分別為AA和A。單倍體的產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。處於二者之間則為部分同源染色體。病毒原核生物中的細菌的染色體是單鏈的DNA(或RNA)大分子,具有各個種的特定大小,因為決定一個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。   在大多數生物的體細胞中染色體是兩兩成對的。例如果蠅有4對共8條染色體,

果蠅的染色體組(2張)這4對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XX形成過程中:經過減數分裂染色體的數目減半,所以雄果蠅的XX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XX中的4條染色體這樣,一個XX細胞中的全部染色體,在形態和功能上各不相同,但是包含了控制生物體生長發育、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徵。   圖為雄果蠅染色體組圖解   染色體組的特徵:不論一個染色體組內包含有幾個染色體,同一個染色體組的各個染色體的形態、結構和連鎖群都彼此不同,但它們卻構成了一個完整而協調的體系,缺少其中任何一個都會造成不育性狀的變異。

二倍體和多倍體

二倍體

  體細胞中含有兩個染色體組的個體叫二倍體,如人、玉米、果蠅等。幾乎全部的動物和過半數的高等植物都是二倍體。體細胞中含有三個或三個以上染色體組的個體叫多倍體,其中體細胞中含有三個染色體組的個體叫三倍體。比如香蕉。體細胞中含有四個染色體組的個體叫四倍體。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。多倍體產生的主要原因,是體細胞在有絲分裂的過程中,染色體完成了複製,但是細胞受到外界環境條件(如溫度驟變)或生物內部因素的干擾,紡錘體的形成受到破壞以致染色體不能被拉向兩極,細胞也不能分裂成兩個子細胞,於是就形成染色體數目加倍的細胞,如果這樣的細胞繼續進行正常的有絲分裂,就可以發育成染色體數目加倍的組織或個體。   染色體數目加倍也可以發生在配子形成的減數分裂過程中,這樣就會產生染色體數目加倍的配子,染色體數目加倍的配子在XX以後也會發育成多倍體。

生物體幾倍體的判別

  多倍體的XX細胞內不只含有一個染色體組,但由這樣的XX細胞直接發育成的個體都叫單倍體。不能只是根據細胞內染色體組的數目簡單地叫做幾倍體,即生物的幾倍體的判別,不能只看細胞內含有多少個染色體組,還要考慮到生物個體發育的直接來源:①如果生物體由XX卵(或合子)發育而成,生物體細胞內有幾個染色體組,此生物就叫幾倍體;②如果生物體由XX細胞(卵細胞花粉)直接發育而成,無論細胞內含有幾個染色體組,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:若染色體組數目倍性減半,則形成單倍體,如植物的花藥離體培養形成單倍體植株,蜜蜂的孤雌XX發育成雄蜂;若染色體組數目成倍增加形成多倍體,如八倍體的小黑麥等。

生物體染色體組數的判斷

  判斷幾倍體實際上是判斷某個體的體細胞中的染色體組數。由於一個染色體組中無同源染色體,則同源染色體個數成為判斷染色體組數即判斷某個體為幾倍體的主要依據。A與A,a與a是相同基因,分列于同源染色體上,A與a,是等位基因,也分列于同源染色體上。同一字母(不論大小寫)有幾個就有幾個同源染色體。因此,Aa 為兩個同源染色體,含兩個染色體組。叫二倍體.AAaa 為4個同源染色體,含4個染色體組。叫四倍體.AAaBBbCCc 為3個同源染色體,含3個染色體組。叫三倍體。AABBCCDD是,含2個染色體組叫兩倍體。AAaaBBbb 含4個染色體組,最快的判斷就是看幾個同源染色體個數(看加粗字母可判斷)

單倍體

單倍體

  單倍體是由配子發育而成的生物   在生物的體細胞中,染色體的數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胞中有32條染色體,而雄蜂的體細胞中只有16條染色體。像蜜蜂的雄蜂這樣,體細胞中含有本物種配子的染色體數目的個體,叫做單倍體。

二倍體生物

  對於二倍體生物而言,它的單倍體的體細胞中只含有一個染色體組,例如,玉米是二倍體,它的體細胞中含有兩個染色體組、20條染色體,它的單倍體植株的體細胞中含有1個染色體組、10條染色體,但是有的單倍體生物的體細胞中不只含有一個染色體組。例如:普通小麥是六倍體,它的體細胞中含有6個染色體組、42條染色體,而它的單倍體植株的體細胞中則含有3個染色體組、21條染色體。   在自然條件下,玉米、高粱水稻番茄等高等植物,偶爾也會出現單倍體植株。與正常的植株相比,單倍體植株長得弱小而且是高度不育的。但是,它們在育種上有特殊的意義。育種工作者常常採用花藥離體培養的方法來獲得單倍體植株,然後經過人工誘導使染色體數目加倍,重新恢復到正常植株的染色體數目。用這種方法得到的植株,不僅能夠正常XX,而且每對染色體上的成對的基因都是純合的,自交產生的後代不會發生性狀分離,因此利用單倍體植株培育新品種,只需要兩年時間,就可以得到一個穩定的純系品種。與常規雜交育種方法相比,明顯地縮短了育種年限。   細胞內個別染色體的增加或減少,也會引起生物性狀的改變,甚至導致生物體死亡。例如,對玉米和番茄來說,細胞內缺少了一條染色體就不能成活:,又如,在黑腹果蠅中,細胞內多一條或者少一條性染色體都會影響果蠅的生育力;多一條或者少一條II、III染色體,都會導致果蠅死亡。

人類的染色體組

  在有絲分裂中期的染色體最典型,此時細胞經過分裂見間期的複製,具有兩個相同結構的染色單體並由著絲點(主縊痕)相連。根據著絲點的位置而定,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體細胞中全部染色體的數目、大小和形態特徵。進行人類染色體組型分析就是根據上述特徵對人類染色體進行分組、排列和配對。生物的染色體組型代表了生物的種屬特徵,所以,進行染色體組型分析,對於探討人類遺傳病的發病機理、動植物的起源、物種間的親緣關係等都具有重要意義。   人類男性體細胞的正常染色體組型具有46條染色體,同源染色體配對后並按體積從大到小逐一編號,其中1~22號為常染色體,性染色體被稱為X和Y染色體。   體細胞中的一組非同源染色體,它們在形態和功能上各不相同,但是,攜帶著控制一種生物生長發育、遺傳和變異的全部信息,這樣的一組染色體,叫做一個染色體組。