“基因”是什么(二)?——“遗传学之父”孟德尔

孟德尔(GregorJohannMel,1822.7.20-1884.1.6),是奥地利的一位神父,他通过豌豆杂交实验,发现了遗传学三大基本规律中的两个——分离规律及独立分配规律,是遗传学的奠基人,被誉为现代遗传学之父。

GregorJohannMel,1822.7.20-1884.1.6

孟德尔出生在奥地利帝国西里西亚(现属捷克)的一个贫穷的农民家庭,父母经营果园,孟德尔从小受到园艺学和农学知识的熏陶,对植物的生长和开花非常感兴趣。他学习成绩优异,考入奥尔米茨大学哲学院学习。1843年因家贫辍学,但得到一位教授的推荐进入一座圣奥古斯丁派的修道院,随多位杰出老师学习,并在教会办的中学任教,教授自然科学。

1851年,孟德尔所属的修道院派他到维也纳大学继续进修学习自然科学和数学,获得物理学家多普勒、数学家依汀豪生等许多优秀教授的指导,奠定了研究的基础。他毕业后回修道院,不久被委派到布鲁恩技术学校任物理学和植物学的代课教师,著名的孟德尔遗传定律,就是在这一时期发展出来的。

布尔诺奥古斯丁修道院

1856-1864年,他从许多种子商那找来了34个品种的豌豆,从中挑选出22个品种,这些种子都具有某种可以相互区分的稳定性状,例如高茎或矮茎、圆粒或皱粒、紫色花或白色花等,在修道院的小花园,孟德尔开展了八年的豌豆杂交实验。

孟德尔进行植物杂交试验

孟德尔将紫花豌豆和白花豌豆进行杂交后,第一代的植株全开紫花,子代的性状并非综合了两个亲本色成为中间色,而是表现为其中一种亲本色。但把这一代紫花豌豆再进行自花授粉,下一代居然又能出现开白花的植株。他扩大实验规模,仔细把杂种后代进行分类,并用数学方法加以统计分析。发现子二代中紫花豌豆705株,白花豌豆224株,两者之比3.15:1,接近3:1。紫花作母本白花作父本,或反过来白花作母本紫花作父本,都是接近3:1。这说明,紫花白花这对性状。

豌豆单因子杂交试验和遗传学分离定律

进一步地,当进行两对相对性状杂交时,如种子是黄色圆润的豌豆与种子是绿色皱缩的豌豆进行杂交时,杂交后代第二代中4种类型的比例数是9:3:3:1,两对性状的控制因子相互独立分配,或者说自由组合。

黄色圆润的豌豆与绿色皱缩的豌豆植株杂交后代性状的表现和比例

孟德尔总共针对七对性状:豆粒饱满和褶皱、豆粒黄色和绿色、花瓣白色和紫色、豆荚饱满和褶皱、豆荚黄色和绿色、花开的高与低、植株的高与低进行了观察和实验。他对亲本和后代的性状进行了详细的记载、统计和分析。他酷爱自己的研究工作,经常向前来参观的客人指着豌豆十分自豪地说:“这些都是我的儿女!”

孟德尔研究的豌豆七对性状

1866年,他发表了植物杂交试验论文,他提出了遗传因子假说,认为每个性状由定位在染色体上的可遗传的因子控制,并首次提出了遗传因子的分离和独立分配两大遗传定律。但是很遗憾,这些理论当时并没有受到重视,没有人相信一个普通牧师的研究成果。但是孟德尔继续进行着研究,除了豌豆以外,还对其他植物包括玉米、紫罗兰和紫茉莉等作了大量的类似研究,证明除了山柳菊在内的极少数物种外,他发现的遗传规律对大多数植物都是适用的。1869年他又发表第二篇论文“动植物遗传之研究”,提出了遗传单元(现称基因)显性性状、隐性性状等重要概念,阐明其遗传规律。1884年,61岁的孟德尔怀着遗憾离世。

孟德尔发表的论文之一

1900年,孟德尔去世已16年之久时,三位来自三个不同国家的植物学家:荷兰的弗里斯()研究玉米和月见草、德国的科伦斯()研究玉米豌豆和菜豆、奥地利的柴马克()研究豌豆,都查阅到了孟德尔论文,并验证了孟德尔遗传规律,提议将孟德尔誉为“遗传学之父”,并对孟德尔伟大的科学发现进行了宣传。至此这一被埋没了近35年的重大发现得到众人重视。

1905年,英国的贝特生()依据希腊语“生殖”(togenerate)一词给遗传学(Genetics)命名。

1909年,丹麦遗传学家乔纳森()根据希腊语“给予生命”创造了“基因”(Gene)一词来表述孟德尔的“遗传因子”。

1910年后,遗传学家摩尔根(,1866-1945年)通过研究果蝇,提出第三大遗传规律——“基因连锁遗传规律”。科学从来不是一成不变的信条,随着科学技术的发展,经典的基因概念也在不断地修正和完善。

孟德尔的发现与他对研究材料的选择密切相关,豌豆自花授粉,杂交时不受外界影响,性状明显又稳定,这看似是一种幸运,更可能是他深思熟虑后的选择,详实的观察记录、严谨的研究态度和严密的数据分析更是揭示真理的必由之路。

发布于 2026-02-13
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