观察1棵树——紫薇（48）

紫薇树多是高大俊朗的，紫薇花更是绚烂多彩的。其实，紫薇还是有很多很多小秘密的。

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查阅资料：紫薇2n=2x=48。再查资料：紫薇2n=2x=50。这是什么意思？

无论对与错，据此可初步认定紫薇是二倍体，不能确认其染色体组中含几条染色体，很神秘吧！

所谓染色体是指真核细胞中稳定存在的结构，由脱氧核糖核酸（DNA）和组蛋白构成，易被碱性染料着色，显微镜下可观察到其呈现一定形态和数目。

​​植物细胞有丝分裂过程中染色体的行为

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植物细胞减数分裂过程中的染色体行为

同源染色体是在二倍体生物细胞中，形态、结构基本相同的一对染色体；一条来自父方，一条来自母方；在减数第一次分裂过程中彼此联会（两两配对），最后分开到不同的生殖细胞（配子）的一对染色体。

同源染色体联会（交叉互换）

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如图，染色体1和2同源染色体，3和4为同源染色体。同源染色体一般形态、大小相同，减数分裂过程中，发生联会现象（两两配对）。X染色体和Y染色体是同源染色体，但形态大小有显著差异。

染色体组指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，但是含有控制着某种生物生长发育、遗传和变异的全套信息。

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如图，果蝇体细胞中含有2个染色体组，果蝇是二倍体。

植物染色体倍性的鉴定，可以采用直接鉴定法，这是最基本、最精确的方法，可以采用压片法和去壁低渗法进行染色体标本制备，通常以根尖为材料，也可以选择以叶片愈伤组织为材料。也可以采用幼嫩花药（减数分裂尚未完成），通过固定、解离、漂洗、染色、制片、观察，获得该种植物细胞染色体数目和染色体组数，进而确定该植物是几倍体。

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紫薇花蕾期是观察减数分裂及染色体计数的最佳时期。

紫薇的染色体小，染色体数目多，检测标本制作时很难做到将染色体在同一平面完全分散开，因此，直接鉴定法有一定难度。

目前采用的分子水平鉴定是一种快速有效的鉴定方法，即利用流式细胞仪，测量细胞DNA相对含量，进而分析鉴定植物的染色体倍性。科研人员采用这种方法，已经鉴定出如下紫薇的染色体倍性：

紫薇、光紫薇、川黔紫薇、小花紫薇、广东紫薇、毛紫薇、福建紫薇、南紫薇、尾叶紫薇、网脉紫薇、狭瓣紫薇都是二倍体，其体细胞中都含有2个染色体组。桂林紫薇是四倍体，其体细胞中含有4个染色体组。云南紫薇、大花紫薇和西双紫薇是六倍体，其体细胞中含有6个染色体组；毛萼紫薇很特别，为非整倍体，也就是说它的体细胞内的染色体数不能均等分成若干组。

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鉴定植物染色体倍性还可以采用间接鉴定法，如形态鉴定，根据气孔大小及保卫细胞中叶绿体数目进行鉴定。

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如图为9份百合叶片下表皮气孔分布图，依据保卫细胞长与宽、气孔密度，可分析判断百合的染色体倍性，依次是二倍体、三倍体和四倍体。

​紫薇的倍性分析还可以进行生理生化特征鉴定，因检测技术复杂，通常较难实现有效测定。

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紫薇还有更小的秘密，就是她的“遗传密码”——基因。基因是有遗传效应的DNA片段，是控制生物性状的基本单位，主要位于细胞核内染色体上，在染色体上呈线性排列。

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染色体与DNA

除细胞核外，紫薇的细胞质中还有2种重要的、与细胞能量转换直接相关的细胞器——叶绿体和线粒体，其中都存在双链环状DNA，其上的基因分别称为叶绿体基因和线粒体基因，又合称为细胞质基因。这些基因是紫薇的“微型身份证”。

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细胞的动力车间——线粒体

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线粒体基因组

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叶片与叶脉

​叶绿体结构图

研究发现：紫薇属叶绿体基因组十分保守，基因组长度在152 049 bp—152 521 bp之间，且均具有双链环状四联体结构。六个完整基因组序列的基因内容和顺序完全一致，均编码112个独特基因：78个蛋白质编码基因、4个rRNA基因和30个tRNA基因。

叶绿体基因组

以两个牦牛儿苗科物种为外类群，基于66个共有编码基因构建系统发育树，结果表明13个紫薇属物种是单系类群，共聚成2个进化枝：第一个进化枝由云南紫薇、大花紫薇、南洋紫薇、西双紫薇、多花紫薇、绒毛紫薇和副萼紫薇组成；第二个进化枝由川黔紫薇、福建紫薇、屋久岛紫薇、南紫薇、桂林紫薇和紫薇组成。在桃金娘目中,野牡丹科分化最早，其次是桃金娘科，柳叶菜科和千屈菜科分化最晚。

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紫薇的小秘密还有很多很多，比如花开几时？枝长几多？如何完成春化？都是小秘密，可能是几个基因、十几个基因，甚至几十个基因共同守候的小秘密。

我们和紫薇，有一样的秘密，我们一起守候，也一起发现。最后，那个2n=48应该是对的，2n不一定等于2x，因为，不是所有紫薇都是二倍体。