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孟德尔在达尔文学说中的重要性

时间:2023-08-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:应当说,孟德尔选择了很好的实验对象,因为豌豆是严格的自花传粉,因此在自然状态下获得的后代均为纯种。直到35年后的1900年,三位科学家分别重新发现了孟德尔的工作。并将孟德尔的结果总结出性状分离定律和自由组合定律,把它们称为孟德尔定律。已经于1884去世后的孟德尔获得承认,被尊为遗传学的奠基人、“现代遗传学之父”,人类单基因遗传的所有疾病被称为“孟德尔遗传疾病”。

孟德尔在达尔文学说中的重要性

2009年8月,我和挚友杨焕明乘火车1.5小时从维也纳到捷克的布尔诺,进行我们的遗传学的朝圣之旅。遗传学的鼻祖孟德尔就在这里,靠种植豌豆得出了遗传学的三大基本定律。布尔诺以前属于奥地利,所以孟德尔是奥地利科学家。

在布尔诺下火车后,步行到孟德尔修道院,庭院里有孟德尔的大理石雕像,还有比例为3∶1的白花和红花豌豆花圃,有一个介绍孟德尔的小博物馆。庭园不大,当年孟德尔就在这里年复一年地种植豌豆。

作者与杨焕明教授(右)朝圣孟德尔

孟德尔(G. Mendel,1822—1884),出生在一个园艺家的家庭,家境贫寒。在家庭影响之下,孟德尔自幼就爱好园艺。1843年,他中学毕业后考入奥尔谬茨大学学院继续学习,但因家境贫寒,被迫中途辍学。1843年10月,因生活所迫,他进入奥地利布隆城的一所修道院当修士。由于他对生物学的浓厚的兴趣,他从1851年到1853年在维也纳大学系统地学习了植物学、动物学、物理学和化学课程,接受了从事科学研究的良好训练。1854年孟德尔回到家乡,继续在修道院任职,并利用业余时间开始了长达12年的植物杂交实验。作为一位神职人员,孟德尔有很多业余时间,然而,作为一位神职人员,他不能进行动物实验。所以,孟德尔选择了种植豌豆进行实验。

应当说,孟德尔选择了很好的实验对象,因为豌豆是严格的自花传粉,因此在自然状态下获得的后代均为纯种。此外,豌豆不同性状之间差异明显,这些性状能够稳定地遗传给后代。但豌豆也很容易于做人工授粉。所以方便对选择出的性状进行豌豆品种间的杂交,豌豆生长期稳定,实验结果很容易观察和分析。孟德尔选择豌豆茎的高矮、花的颜色红或白、果实的圆皮和皱皮作为观察性状。

孟德尔从豌豆杂交实验结果得出了相对性状中存在着显性和隐性的原理。 孟德尔认为决定上述豌豆性状的原因是存在于细胞里的遗传单位,他称之为遗传因子,也就是现在说的基因。孟德尔设想所有有性繁殖的动植物都有体细胞和生殖细胞。在体细胞里,遗传因子是成双存在的;而在生殖细胞里,遗传因子是成单存在的。豌豆传粉过程中,作为生殖细胞的花粉与胚珠结合后,两种成单存在的遗传因子又在体细胞中成双存在。

孟德尔进一步设想,遗传因子有显性和隐性之分,很多情况下,显性因子决定了豌豆的性状。隐性遗传因子在从亲代到后代的传递中可以不表现,但它是稳定的,并没有消失。

例如,如果用D代表红花的遗传因子,它是显性的;用d代表白花的遗传因子,它是隐性的。因此在体细胞中,红花豌豆的纯合子遗传因子是DD,杂合子是Dd,而白花只能是纯合子,遗传因子是dd。而在生殖细胞中,只有一个遗传因子,D或d。这样,豌豆花色的杂交实验,就可以这样解释:

“红花×白花”就是“DD(纯合子)或Dd(杂合子)× dd”,

后代可能的遗传因子类型是DD、Dd、dD、dd四种之一。

孟德尔将他长期实验的结果总结成两个重要定律,经过后人的修正总结,可以简单表述为:

1.性状分离定律(www.xing528.com)

在生物的体细胞中,控制同一性状的遗传因子成对存在,不相融合;在形成配子时,成对的遗传因子发生分离,分离后的遗传因子分别进入不同的配子中,随配子遗传给后代。其要点是:

(1)生物的性状是由遗传因子决定的;

(2)体细胞中遗传因子是成对存在的;

(3)生物体在形成生殖细胞——配子时,成对的遗传因子彼此分离,分别进入不同的配子中;

(4)受精时,雌雄配子的结合是随机的。

2.自由组合定律

控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的;在形成配子时,决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离,决定不同性状的遗传因子自由组合。

1865年,孟德尔将他的研究结果在“布隆自然历史学会”上报告,1866年正式发表于该学会论文集中,但是,他的报告和论文没有引起人们的注意。

直到35年后的1900年,三位科学家分别重新发现了孟德尔的工作。荷兰的德弗里斯(H. de Vries,1848—1935)、德国的柯林斯(C. Correns,1864—1935)和奥地利的丘谢玛克(E. von Tschermak,1871—1962)各自独立工作, 做了许多与孟德尔实验相似的观察,各自发现了孟德尔定律;每人在发表自己的结果之前,都在查阅文献时发现了孟德尔的原文;每人都认真地引证了孟德尔的论文,用自己的实验结果证实了孟德尔的结论。出于科学家的高尚情操,他们提请大家注意孟德尔提出理论的重要意义。并将孟德尔的结果总结出性状分离定律和自由组合定律,把它们称为孟德尔定律。

已经于1884去世后的孟德尔获得承认,被尊为遗传学的奠基人、“现代遗传学之父”,人类单基因遗传的所有疾病被称为“孟德尔遗传疾病”。可惜,这一切孟德尔本人并不知道。

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