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  染色體首次被在1842年由卡爾·威廉·馮·內格里(Karl Wilhelm vonNägeli)在植物細胞中觀察到。它們在動物(蠑螈)細胞中的行為在1882年由有絲分裂發現者華爾瑟·弗萊明(Walther Flemming)描述。該名稱由另一個德國解剖學家von Waldeyer在1888年提出。  下一階段發生在20世紀初的遺傳學發展之後,當時人們認識到染色體(核型)的集合是基因的載體。 Levitsky似乎是第一個將核型定義為體細胞染色體的表型外觀,與它們的基因內容相反。人類染色體核型的研究花了很多年的時間來解決一個最基本的問題:一個正常的二倍體人類細胞包含多少染色體? 在1912年,Hans von Winiwarter在精原細胞中報道了47條染色體,在卵原細胞報道了48條染色體,得出XX / XO性別決定系統。 1922年的Painter並不確定男子的二倍體數目是46還是48,首先贊成是46。他將他的觀點從46改為48,他正確地堅持有XX / XY系統的人。考慮到他們的技術,這些成果非常卓越。  直到1956年,人們普遍認為人類的染色體組型僅包括46條染色體。大猩猩有48條染色體。 人類2號染色體是由祖先染色體合併而形成的,減少了數量。

  

  巴巴拉·麥克林托克開始了她的職業生涯,成為一名玉米細胞遺傳學家。 1931年,麥克林托克和Harriet Creighton證明標記染色體的細胞學重組與遺傳性狀(基因)的重組有關。 麥克林托克在卡內基研究所繼續研究玉米染色體斷裂和融合光斑的機制。 她發現了一個特殊的染色體斷裂事件,這個事件總是發生在玉米9號染色體上的同一個位點,她命名為“Ds”或“dissociation”基因座。 麥克林托克繼續從事細胞遺傳學研究,研究玉米斷裂和環形(圓形)染色體的力學和遺傳。 在她的細胞遺傳學工作中,麥克林托克發現了轉座子,這一發現最終導致了她榮獲了1983年的諾貝爾獎。
細胞遺傳學(英語:Cytogenetics)是遺傳學下的一個分支,主要研究的是染色體與細胞表現之間的關係(尤其是在有絲分裂和減數分裂期間)。與之相關的技術包括核型、G顯帶染色體分析、其他遺傳顯帶技術,以及諸如熒光原位雜交(英語:FISH)和比較基因組雜交(英語:CGH)等分子遺傳學技術。