孟德爾揭開遺傳的秘密

自古以來，人們都知道"種瓜得瓜，種豆得豆"，"牛生牛，羊生羊"，"子女的相貌總有些像父母"。這種生物的特性，是怎樣一代一代傳下來的呢？其中的奧秘何在呢？這曾經引起許多人的興趣，科學家們也一直在進行着艱苦的探索。

19世紀，奧地利布隆的奧古斯丁修道院是當地的一個學術和科學研究的中心。1843年秋天，修道院新來了一名修道士，他就是現在被人們公認的偉大的遺傳學家孟德爾（1822--1884）。

孟德爾出生于奧地利西裡西亞一個小村莊的農民家庭，他是家裡5個孩子中唯一的一個男孩，自幼天資卓越，酷愛科學，但卻無錢接受良好的教育。當地的小學校長很欣賞孟德爾那異常的才能，勸說他的父母讓他繼續求學。以後，在大學的學習期間，孟德爾經常為求學的資金而奔波，但他在自傳中寫道："由于缺乏朋友，又沒人推薦，所有努力都沒成功。"這種失敗常使他焦慮，并導緻了嚴重的疾病。後來經他在大學預備班讀書時的一位老師（布隆修道院工作多年的修道士）的推薦進修道院當一名僧侶，解決了生存問題。

孟德爾進院時，人們正利用修道院這塊園地研究植物的遺傳、變異、進化等問題。在這裡他得到一些初步的訓練。為了得到自然科學方面的更好訓練，孟德爾被準許在維也納大學學習兩年。在此期間，他系統學習了動物學、昆蟲學、植物學、古生物學、物理學、化學和數學，同時他還受到了傑出科學家們的影響。例如恩格，他是細胞理論發展中的一位重要人物，孟德爾從他那裡學到了把細胞看作為動、植物有機體結構的觀點。此外，孟德爾還參加了維也納大學的動植物學會，發表過一些生物學論文。

孟德爾回到修道院以後，對多種生物學問題進行了探索。他研究了豌豆象鼻蟲；種植豌豆做雜交試驗；飼養50箱蜂，試圖用來自美國、埃及、歐洲的蜂群進行雜交。他還養過老鼠，用老鼠做過遺傳研究，特别是從1854年夏天開始，他用34個株系的豌豆進行了曆時8年的豌豆雜交實驗。

孟德爾選用豌豆為實驗材料的理論依據是：首先，豌豆是自花授粉植物，不受外來花粉的幹擾，且易于摘除雄蕊。其次，豌豆有穩定而顯著的外表性狀。他在實驗中搜集到34個豌豆品種，從中選出22個純種品系作為實驗材料，确定用7對相對性狀（圓粒，皺粒；黃子葉，綠子葉；紅花，白花；莢膨大，莢缢縮；熟莢綠色，熟英黃色；花腋生，花頂生；植株高，植株矮）的植株進行雜交。他同時對植株進行自花傳粉和人工雜交授粉，并将授粉後的植株仔細包紮起來，以免出現其他意外的授粉。下一代生長出來後，繼續進行同樣的授粉。

豌豆雜交試驗

他首先考察植株的高矮這對性狀的遺傳情況。将矮株與矮株雜交，高株與高株雜交，結果發現，矮株與矮株雜交後産生的種子永遠隻能生長出矮株，而高株與高株雜交形成的種子生長出的植株則不同，約占總數的1／3的種子代代生育高株，其餘的高株的種子生長出一部分高株，一部分矮株，高矮的比例大約是3：1，這就說明高株有兩類：一類是純種的，一類是非純種的。他又将矮株與純種高株雜交，出現的現象令盂德爾很吃驚，雜交生長出的植株竟然全是高株，而矮株的性狀似乎全部消失了。但當他又将這一代雜交生出的高株進行自花授粉，結果新一代l／4是純矮種，l／4是純高種，2／4是非純高種。

豌豆的高矮株雜交試驗

這種規律性簡直是太神奇了。孟德爾認識到，豌豆的高矮性狀在遺傳時表現不同，前者是顯性，後者是隐性的，也就是說在它們都存在時，隻顯現高株性狀，矮株性狀并沒有消失，等到下一代不存在高株性狀時，矮株性狀才能表現出來。

這種顯性和隐性的性狀遺傳是否具有普遍性呢？孟德爾接着考察了其他一些性狀，結果發現類似的遺傳規律也在起作用。如圓粒豌豆與皺粒豌豆雜交，圓粒是顯性性狀，皺粒是隐性性狀；紅花豌豆與白花豌豆雜交，紅花是顯性性狀，白花是隐性性狀，其性狀的分配規律恰好是3：1。

孟德爾是這樣解釋他的實驗結果的：①性狀是由遺傳因子控制的，這種遺傳因子在體細胞中是成對的，一個來自父本，一個來自母本，形成配子時彼此分配到不同配子中去，即每個配子隻有其中一個遺傳因子；②在第一代體細胞中，這種遺傳因子各自獨立，不發生混淆和幹擾，但對性狀表現卻有影響，從而有顯性和隐性之分；③雜種所産生的不同類型的配子數目相等，而且兩種配子（雄配子和雌配子）結合是随機的。

雖然當時相當普遍地進行植物雜交試驗，但孟德爾采用的實驗方法和統計方法是獨一無二的。他在發展并充實前人正反兩個方面的經驗的基礎上，選擇了明顯的相對立的成對性狀着手觀察，從一對性狀開始，增加到兩對……由簡而繁，仔細觀察，認真記錄，然後用數學方法統計各種性狀呈現的數量。在整個實驗過程中，他處理了近3萬株豌豆植株，把獲得的大量材料歸納整理，提出假設，進行推理。這一整套嚴謹的科學方法使他的實驗研究結果反映出生物遺傳規律的本質，并得到了相應的數學關系式。人們分别稱他的發現為“孟德爾第一定律——分離定律” 和“孟德爾第二定律——獨立分配定律”。

孟德爾第一定律即分離定律:在生物體的細胞中，控制同一性狀的遺傳因子成對存在，不相融合;在形成配子時，成對的遺傳因子發生分離，分離後的遺傳因子分别進入不同的配子中，随配子遺傳給後代 。

孟德爾第二定律——獨立分配定律即為:當兩對以上的等位基因進入一個配子時，它們相互之間是獨立自由組合的，後代基因型是雌配子和雄性配子随機受精決定的。

孟德爾的第一、第二定律揭示了生物遺傳奧秘的基本規律。除了豌豆以外，孟德爾還對其它植物作了大量的類似研究，其中包括玉米、紫羅蘭和紫茉莉等，以期證明他發現的遺傳規律對大多數植物都是适用的。

他于1865年在布隆博物學會上宣讀了《植物雜交實驗》的論文，1866年他的研究論文發表在該學會的學報上。

孟德爾是第一個對遺傳現象作出系統的實驗和觀察，并且提出規律性理論解釋的人。但他的這一創造性的研究成果在當時并未引起那些有名望的生物學家們的重視，直至1884年孟德爾病逝時，也沒有一個人把他當做一位偉大的科學家。

1900年，荷蘭的德·佛裡斯、德國的柯靈斯和奧地利的丘歇馬克都各自獨立地從事植物的雜交試驗，分别得到了與孟德爾一緻的結論。但他們在查閱文獻資料時，意外地發現孟德爾的文章，因而這3位科學家都把榮譽歸于孟德爾，而且用自己的實驗證明了孟德爾成果的正确性。也正是到這時，孟德爾學說的偉大及對科學的貢獻才真正被人們所認識。大家公認是孟德爾揭開了遺傳的秘密，他是現代遺傳學的奠基人。因此，人們在布隆為孟德爾樹立了一尊紀念石像。

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