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普通的光学显微镜下染色体的构造

染色体存在于细胞核内，在细胞分裂不同的时期，其形态有各种不同的变化。在普通的光学显微镜下，分裂间期(interphase)时的染色体为一种混浊状的染色物质，称为染色质(chromatin)。若将其放在电子显微镜下观察，可发现它是由许多彼此相连的染色颗粒(chromomere)所组成。分裂至初期(Prophase)时，逐渐变为细丝状，称为染色丝(chromonema，多数为chromonemata)。在电子显微镜下，可看见里面为螺旋状的细丝。染色体增殖时，其形状大小亦随着此螺旋细丝而变化。至中期时，则形成具有具体形状的染色体(chromosome)。一般染色体均具有两个染色体臂(chromosome arm)。两臂之间出中节(centromere)分开.同时在各种生物间，它们染色体的大小形状各不相同。我们可以利用显微镜制片技术将各种染色体的形状描绘出来。这种染色体的形态称为该生物的核型(Karyotype)。一般来说，染色体在生物的体细胞中均是成对存在的。每对染色体中，一条来自雄亲，一条来自雌亲。成对的染色体称为同源染色体(homologous)，同源染色体彼此的大小形状均相似。同时，在减数分裂时，彼此会对合在一起。另一方面，同一生物中，不同的同源染色体间，彼此形状不相同

　　染色体的大小可从0.2μm(如真菌及某些鸟类)到23μm (某些百合科植物)。但一般中期时的染色体约在3μm到10μm之间。例如果蝇染色体约5μm，玉米染色体则为8-1Oμm。若将染色体在电子显微镜下观察，则可看到一些紧密缠绕的物质，即核酸(DNA)与蛋白质(protein)。一般中期染色体在光学显微镜下，其形状为两个臂的长杆形。但也有些形状特殊的染色体，现可举例如下:

1.果蝇的唾腺染色体(salivary chromosome):果蝇具有四对染色体(2n=8)。其中三对为体染色体(somatic chromosome)，另一对为性染色体(sex chromosome)。因为它的形态简单，遗传性状明显，所以常用来做遗传学上的研究材料。在果蝇的唾腺中，有一套巨大的染色体,形态上似阳燧足,若经洋醋红(aceto carmine)染色,就可观察到粗细不同的染色带分佈在染色体上.

2.脊椎动物中的灯刷染色体(Lampbrush chromosome):有些脊椎动物的卵母细胞(oocytes)，具有大量的卵黄，生长期时，体积急速的扩充，细胞核随之增大。在一些两栖类(amphibia)动物减数分裂前期时，其细胞核内的染色体长度可达1000，同时表面有许多高低不一的突起，形状类似灯刷，故称为灯刷染色体(Lampbrush chromosome)。其每一个突起均由单一的染色粒上长出，突起与突起间并有一小段间隔。突起似乎是一种细胞中有用物质，到减数分裂初期结束时，即逐渐消失，染色体浓缩。到中期时，染色体即变小。

　　染色体内部的物质主要为去氧核糖核酸(deoxyribonucleic acid,DNA)，其次为一种碱性的核蛋白(histone)，二者组成一种複杂的化合物。另外染色体尚包含一些其他的蛋白质(如酸性核蛋白)及核糖核酸(ribonucleic acid, RNA)。但主要的物质，也就是染色体的骨干仍然是DNA。染色体到底有多少DNA分子，迄今尚无定论。不过目前生物学家大多数均认为染色体是由一条DNA分子与histone所组成的複合物，其内部的物质可被一些酸性染料(如aceto carmine)或碱性染料(如basic fuchsine)染色。

下图为一在光学显微镜下所观察到的传统染色体结构图。其中染色丝缠绕成螺旋状分佈在染色体的两臂中。实际上，染色丝即为DNA外包裹了一层histone所构成。染色体上并有许多染色特深的染色粒(chomomere)，每条染色体上均有一明显的中节区(centromere region)，又称为初级结构(first constriction)。由中节将染色体分成两个染色体臂(chromosome arm)，若两个臂大小相等，称为中间中节染色体(middle centric chromosome);若两臂一大一小，则称为近中间中节染色体(submiddle centric chromosme);还有一种染色体，看起来只有一个臂，另一臂几近缺如，这种染色体称为末端中节染色体(telocentric　chromosome)。此外，染色体内所充满的一些碱性或酸性蛋白质及其他的有机物质称为基质(matrix)。有时，在染色体的一端，其染色特别深，此区域称为异染质(heterochromatin)。有的染色体一个臂的末端附着一个小圆球，称为卫星体(satellite)。也有时，在染色体臂上有一段会向里凹入，凹入的部份称为次级结构(secondary constriction)。以上这些结构与特征，均可用来判定染色体的形态及性质。