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孟德尔定律:遗传学宝库的豌豆开门

【摘要】:孟德尔定律打开遗传学宝库的“豌豆开门”从上学的第一天起,我们就在不断接触各种各样的定律,而这些定律往往都会以它的发现者命名。孟德尔定律也不例外,它是孟德尔八年时间精挑细选了22个品种的豌豆做了无数个实验才获得的。人们分别称他的发现为“孟德尔第一定律”和“孟德尔第二定律”,它们揭示了生物遗传奥秘的基本规律。

孟德尔定律 打开遗传学宝库的“豌豆开门”

从上学的第一天起,我们就在不断接触各种各样的定律,而这些定律往往都会以它的发现者命名。孟德尔定律也不例外,它是孟德尔八年时间精挑细选了22个品种的豌豆做了无数个实验才获得的。一个伟大的科学家和小小的豌豆一起推开了遗传学的大门。

随着遗传密码的破译,人们对遗传学也有了更深的认识,现在更是开始向控制遗传机制、防治遗传疾病、合成生命等更大的造福人类的工作方向前进。然而,所有这一切都与一个人有莫大的关系,他就是遗传学的奠基人——孟德尔。

1822年7月22日,孟德尔出生在奥地利一个贫困的农民家庭里,父亲和母亲都是园艺家,所以孟德尔童年时就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。大学毕业后,又到了维也纳大学深造,并有幸成为多普勒等多位科学家的助手。这段经历中,他渐渐感到理解那些使遗传性状代代恒定的机制更为重要。1856年,离开维也纳不久,便开始了他长达八年的豌豆实验。

“遗传学之父”——孟德尔

维也纳大学

孟德尔从许多种子商那里,弄来了34个品种的豌豆,精挑细选出22个品种用于实验。它们都具有某种可以相互区分的稳定性状,例如高茎或矮茎、圆料或皱科、灰色种皮或白色种皮等。孟德尔通过人工培植这些豌豆,以极大的耐心和严谨的态度对不同代的豌豆的性状和数目进行细致入微的观察、计数和分析。他还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!”

功夫不负有心人,八个寒暑的辛勤劳作,终于换来了生物遗传的基本规律的发现,并得到了相应的数学关系式。人们分别称他的发现为“孟德尔第一定律”和“孟德尔第二定律”,它们揭示了生物遗传奥秘的基本规律。孟德尔之所以获得成功,不只与他八年坚定的奋战有关,更是因为他选择了一个正确的研究对象。因为遗传规律很难从生物的整体形式和行为中发现,而从个别性状中却容易观察,这个问题也一直长期困扰着科学界。孟德尔不仅考察了生物的整体,更注重生物的个别性状,这也是他与众不同的地方。另一方面,豌豆也帮了他很大的忙,因为豌豆属于具有稳定品种的自花授粉植物,容易栽种,容易逐一分离计数,这对于他发现遗传规律提供了有利的条件。后来,人们尊称他为“遗传学之父”。

孟德尔清楚自己的发现具有划时代意义,但他还是慎重地重复实验了多年,除了豌豆以外,孟德尔还对其他植物作了大量的类似研究,其中包括玉米紫罗兰和紫茉莉等,以期来证明他发现的遗传规律对大多数植物都是适用的。(www.chuimin.cn)

豌豆的杂交实验从1856~1864年共进行了八年。虽然孟德尔也将其研究的结果整理成论文发表,但并不为当时的人所理解。

紫罗兰

豌豆

1865年,孟德尔在布鲁恩科学协会的会议厅,将自己的研究成果分两次宣读。可是,伟大的孟德尔思维和实验太超前了。尽管与会者绝大多数是布鲁恩自然科学协会的会员,其中既有化学家、地质学家和生物学家,也有生物学专业的植物学家、藻类学家,然而,听众对连篇累牍的数字和繁复枯燥的论证毫无兴趣。直到20世纪,人们才能理解他的发现的意义。根据豌豆各种各样的生长变化,孟德尔向人们展示了什么是遗传的显性定律、分离定律和独立分配定律。

孟德尔定律是遗传学中最基本最重要的规律,后来发现的许多遗传学规律都是在它们的基础上产生并建立起来的,它犹如一盏明灯,照亮了近代遗传学发展的前途。

袁隆平和水稻

“杂交水稻之父”

袁隆平,中国工程院院士,我国当代杰出的农业科学家,享誉世界的“杂交水稻之父”。20世纪60年代初,袁隆平带领学生下农村生产实习,目睹了农村粮食短缺,农民生活困难的现状,决心从农作物品种改良入手,探索科技兴农之路,与饥饿和灾荒作斗争。1964年,他在我国率先开展水稻杂种优势利用研究,他工作五十多年来所取得的科研成果使我国杂交水稻研究及应用领域领先世界水平,不仅解决了中国粮食自给难题,也为世界粮食安全做出了杰出贡献。