江蘇省泰興中學(xué) 李 椿

進(jìn)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(shí)點(diǎn)，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(guò)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(shí)做一個(gè)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(méi)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(guò)程中的兩種形態(tài)。在細(xì)胞分裂間期染色質(zhì)呈細(xì)長(zhǎng)的絲狀并且交織成網(wǎng)狀。細(xì)胞進(jìn)入分裂期時(shí)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(diǎn)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(diǎn)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(lái)自父方，另一條來(lái)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(duì)同源染色體。在細(xì)胞有絲分裂過(guò)程中無(wú)同源染色體聯(lián)會(huì)配對(duì)行為，也不出現(xiàn)四分體；而在減數(shù)第一次分裂過(guò)程中同源染色體發(fā)生聯(lián)會(huì)配對(duì)并進(jìn)一步形成四分體。根據(jù)同源染色體的有無(wú)及有無(wú)聯(lián)會(huì)配對(duì)等行為可判斷細(xì)胞進(jìn)行的分裂方式及所處分裂時(shí)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(duì)染色體的形態(tài)與女性相同，與性別無(wú)明顯關(guān)聯(lián)，這些染色體稱為常染色體；另外有1對(duì)與女性的有明顯差異，并且對(duì)人的性別起決定作用，這對(duì)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(guò)程中，初級(jí)精母細(xì)胞中染色體組成（23對(duì)）為22A A+X Y；次級(jí)精母細(xì)胞中無(wú)同源染色體，處于減數(shù)第二次分裂前期、中期的次級(jí)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(jí)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(guò)程中，初級(jí)卵母細(xì)胞中染色體組成（23對(duì)）為22A A+X X；次級(jí)卵母細(xì)胞中無(wú)同源染色體，處于減數(shù)第二次分裂前期、中期的次級(jí)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(jí)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(duì)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(duì)同源染色體的相同位置并且控制相對(duì)性狀的基因稱為等位基因，如A和 a；薩頓通過(guò)類比推理的方法認(rèn)為基因在染色體上，摩爾根通過(guò)果蠅雜交實(shí)驗(yàn)證明了這一推論；現(xiàn)代分子生物學(xué)技術(shù)可通過(guò)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(shí)質(zhì)是：在雜合子的細(xì)胞中，位于一對(duì)同源染色體上的等位基因，具有一定的獨(dú)立性，生物體在進(jìn)行減數(shù)分裂形成配子時(shí)，等位基因會(huì)隨著同源染色體的分開而分離，分別進(jìn)入到兩個(gè)配子中，獨(dú)立地隨配子遺傳給后代。其自由組合定律的實(shí)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(jìn)行減數(shù)分裂形成配子的過(guò)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(jiàn)孟德爾的遺傳定律與染色體有著重要的關(guān)聯(lián)，可以說(shuō)如果遺傳物質(zhì)不在染色體上，或者說(shuō)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(lái)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(qiáng)調(diào)的是D N A分子中堿基對(duì)的增添、缺失或改變而引起的基因結(jié)構(gòu)的改變?；蛲蛔?、基因重組實(shí)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(guò)程中四分體時(shí)期的交叉互換現(xiàn)象是發(fā)生在配對(duì)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(gè)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(jìn)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(shí)點(diǎn)。

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(shí)踐研究”的階段性研究成果。課題編號(hào)：B-b/2016/02/132