孟德尔定律

时间：2009-12-11 来源：作者：

发布人：ganzhenpin

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孟德尔定律的发现

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孟德尔定律的发现 1965年夏天的一个傍晚，在捷克布尔诺的摩拉维亚镇的一座教堂里，曾举行一次盛大的纪念会。参加这次纪念会的大部分人并非基督教徒，而是应捷克科学院邀请而来的各国遗传学家。他们怀着崇敬而又惋惜的心情来纪念一位为遗传学奠定了基础，而其成果又被埋没35年之久的伟大生物学家。他就是伟大的孟德尔（Gregor Mendel，1822-1884）神父。1965年是他的研究成果发表一百周年。孟德尔出生于奥地利摩亚维亚的海因申多夫村。其父是个农民，素性酷爱养花。因此，孟德尔自幼养成了养花弄草的兴趣。这也许是这位科学家后来在豌豆实验上成名的一个最初的契机吧！孟德尔的童年不但平常，且有些寒苦。整个小学可以说是在半饥半饱中念完的。中学毕业后，主要靠妹妹准备作嫁妆的钱，他才读了欧缪兹学院的哲学系。大学毕业后，21岁的孟德尔在老师的建议下，进了设在鄂尔特伯伦的修道院当了一名修士。25年后被选为该修道院院长。如果说童年的孟德尔是在贫寒中度过的，那么青年的孟德尔则饱历了生活道路的坎坷。孟德尔不满意于修道院的单调、古板的修士生活，兼任了布尔诺一所实验学校代课教师的职务。他曾两次申请转为正式教师，但经考试后均名落孙山。特别令人气愤的是，在第二次考试中，主考官竟如此评论他："这次的考卷使我们认为，该生连作为初等学校的老师也不够格！"在这期间他还到维也纳大学旁听了植物生理学、数学和物理学等课程。好学勤奋和充满进取的孟德尔，考试落榜后，便在修道院的花园里从事植物杂交的研究工作。他的成果只发表了很小一部分。除了死后使他成名的《植物杂交实验》（1865）外，还有《人工授粉得到的山柳菊属的杂种》（1870）和《1870年10月13日的旋风》（1871）。孟德尔的晚年，可说是在愁云惨雾中度过的。他孑身一个，无妻无子，孤苦伶仃。又因拒绝缴纳当局对修道院征收的一笔税金，而遭受着与当局僵持之苦。学志未酬而又愤懑填膺的孟德尔，终于于1884年1月6日因患肾炎不治而与世长辞，享年只有62岁。当人们吊唁这位少年清贫，中年研究成果遭冷遇，晚年孤独悲惨的老人时，谁也未想到他是一位在科学史上留下峥嵘篇章的伟大科学家。孟德尔开始研究植物杂交工作，所用的实验材料是豌豆。他选用了22个豌豆品种，按种子的外形是圆的还是皱的，子叶是黄的还是绿的等特征。把豌豆分成了7对相对的性状。然后，按一对相对性状和两对相对性状，分别进行了杂交实验，得到了如下的一些结果：①一对相对性状的杂交实验：孟德尔通过人工授粉使高茎豌豆跟矮茎豌豆互相杂交。第一代杂种（子1代）全是高茎的。他又通过自花授粉（自交）使子1代杂种产生后代，结果子2代的豌豆有3／4是高茎的，1／4是矮茎的，比例为3：1。孟德尔对所选的其它6对相对性状，也一一地进行了上述的实验，结果子2代都得到了性状分离3：1的比例；②两对相对性状的杂交实验：孟德尔又用具有两对相对性状的豌豆作了杂交实验。结果发现，黄圆种子的豌豆同绿皱种子的豌豆杂交后，子1代都是黄圆种子；子1代自花授粉所生的子2代，出现4种类型种子。在556粒种子里，黄圆、绿圆、黄皱、绿皱种子之间的比例是9∶3∶3∶1。通过上述实验材料，孟德尔天才地推出了遗传的基本原理。一、分离定律　孟德尔假定，高茎豌豆的茎所以是高的，是因为受一种高茎的遗传因子（DD）来控制。同样，矮茎豌豆的矮茎受一种矮茎遗传因子(dd)来控制。杂交后，子1代的因子是Dd。因为D为显性因子，d为隐性因子，故子1代都表现为高茎。子1代自交后，雌雄配子的D，d是随机组合的，因此子1代在理论上应有大体相同数量的4种结合类型：DD，Dd，dD，dd。由于显性隐性关系，于是形成了高、矮3∶1的比例。因此，不同遗传因子虽然在细胞里是互相结合的，但并不互相掺混，是各自独立可以互相分离的。后人把这一发现，称为分离定律。二、自由组合定律对于具有两种相对性状的豌豆之间的杂交，也可以用上述原则来解释。如设黄圆种子的因子为YY和RR，绿皱种子的因子为yy和rr。两种配子杂交后，子1代为YyRr，由于Y、R为显性，y、r为隐性，故子1代都表现为黄圆的。自交后它们的子2代就将有16个个体，9种因子类型。因有显性、隐性关系，外表上看有4种类型：黄圆、绿圆、黄皱、绿皱，其比例为9∶3∶3∶1。据此孟德尔发现，植物在杂交中不同遗传因子的组合，遵从排列组合定律，后人把这一规律称为自由组合定律。孟德尔从1856年开始，经过8年的潜心研究，得出了上述2个遗传学定律并写成题为《植物杂交实验》的论文。在一个好友、气象学家的鼓励的支持下，他于1865年2月8日和3月8日举行的布尔诺学会自然科学研究会上，报告了这一论文。与会者很有兴致地听取了他的报告，但大概并不理解其中的内容。因为既没有人提问题，也没有人进行讨论。不过该会还是于1866年在自己的刊物《布尔诺自然科学研究会会报》上全文发表了这篇论文。曾一个时期，人们以为孟德尔的工作之所以被埋没，是由于当时学术情报囿闭不通、交流不广、人们不知道他的工作造成的。后经调查，才知情况并非如此。原来该学会至少同120个学会、研究会有交流资料关系。刊载孟文的杂志，共寄出115本。其中，当地有关单位12本，柏林8本，维也纳6本，美国4本，英国2本（英国皇家学会和林耐学会）。孟德尔本人还往外寄送过该论文的抽印本。迄今有据可查的至少有5个人了解他的工作：①耐格里，19世纪著名的植物学家、心柳菊属方面的权威。他的研究对解剖学、生理学、分类学和进化论的发展，有一定的推动作用。孟德尔不仅把自己的论文寄给了他，还给他写过进一步说明论文的长信；②凯尔纳，曾在因斯布罗克任教授，维也纳植物园主任；③霍夫曼，植物学教授；④福克，植物杂交方面的权威；⑤俄国的施马尔豪森。但是，刊物也好，论文也好，都如石沉大海，没有得到明显的反响。这样，孟德尔的为遗传学奠定了基础的、具有划时代意义的发现，竟被当代人们所忽视和遗忘，被埋没达35年之久。 1900年，对孟德尔盖棺后成名具有重要意义。这一年，有3位科学家（de Vries、Tschermak和Correns）几乎同时重新作出了孟德尔那样的发现。也就是在这一年里，他们也都发现了孟德尔的论文。这时，他们才清楚自己的工作早在35年前就由孟德尔做过了。孟德尔的科学发现被埋没的原因可能有多个方面。首先是历史的局限性，1866年孟德尔发表自己的论文时，正值达尔文的《物种起源》发表的第七个年头。这期间各国的生物学家，特别是著名生物学家都把兴趣转到了生物进化问题上，而物种杂交问题自然就不是人们瞩目的中心问题了；其次，由于历史条件的限制，当时学术资料不能广泛地交流也是一个原因。如，对杂交问题搜集资料较多的达尔文，就没有看到过孟德尔的论文。虽然也有人说，即使达尔文看到了这一成果，也不一定能充分地认识到它的意义。了解孟德尔工作的俄国的施马尔豪森，本来在自己学位论文的历史部分加了一个附注，正确地评价了孟德尔的工作。但遗憾的是，当1875年《植物区系》杂志发表他的论文译本时，删去了加有评价孟德尔工作的附注。这样，就又减少了后人了解孟德尔工作的机会。孟德尔发表他的新发现时，当时只是一名普通的修士。至于他从事植物杂交的研究，只被人们看作"不过是为了消遣，他的理论不过是一个有魅力的懒汉的唠叨罢了"。的确，在一个专业学者的眼里，他还够不上一名地道的生物学家。因为他既没有生物学专业的学历，也没有博士、教授的头衔。因此，他的具有挑战性的发现，自然不易被人们所相信。从已知的少数几个看过他论文的人的反映和态度看，怀疑以至不相信孟德尔这个小人物能有什么新发现，乃是忽视他成果的一个和重要原因。当时了解孟德尔最多的是生物学家耐格里。孟德尔跟他素来关系甚密，相互交往达七年之久，孟德尔常同他交换种子。他也是读过孟文的第一个人。然而，正是由于他不仅没有正确地认识孟德尔的工作，而且还提出种种怀疑和责难，从而成为这桩遗憾后世的科学蒙难案的重要原因。另一个了解孟德尔工作的凯尔纳，接到孟德尔寄送的论文后，压根就没有拆过封。在凯尔纳的眼中，像孟德尔这样的小人物的文章，简直是不屑一顾的。霍夫曼倒是看过孟德尔的论文，而且在自己的著作中，五处引用了孟德尔的文章，但不是没有引到重要的地方，就是有所误解，总之，没有真正理解孟德尔工作的意义。所以，在霍夫曼的书中完全忽视了孟德尔的贡献。福克对孟德尔的成果评价则是："孟德尔所作的很多次杂交的结果，十分类似于奈特的结果，但孟德尔自以为发现了各种杂种类型之间稳定的数量关系"。他所否定的正是孟德尔的成功之处，说明他根本不理解孟德尔发现的意义。埋没孟德尔的发现一案，已经过去一百多年了。今天，孟德尔在科学史上的地位及其光辉业绩已被充分肯定，以他的成果为基础的遗传学也已取得辉煌胜利，成为现今自然科学中发展最快、变化最为剧烈的学科。然而，我们不应忘记，忽视孟德尔发现的代价是沉重的，它也许使生物学的发展延缓了几十年。孟德尔的发现不被理解从而导致被埋没，主要应归咎于传统观念的束缚。传统观念作为人们认识的一种惯性，对于保持人的认识的连续性和稳定性具有积极的意义，但对于科学创新来说，却是一个大敌。历史上有很多新发现，常常由于束缚于传统的旧观念，碰到鼻子上而被忽视和否定。科学的一大不幸就在于：人们常以怀疑和抵制新概念、新学说的心理。一种新学说出来，人们常以种种方式来反驳、嘲笑、吹毛求疵，求全挑剔、不理睬，以至拒之千里之外；相反，则安于原有的框框、迷恋于流行的观念。孟德尔事件，不过是又一次证明，抵制新发现、新学说是人类难克服的"大自然的一项基本法则"。在日常学术生活中，常常也可以看到有那样一些权威，他们在谈论自己的研究或某项工作时，是那样津津乐道，而当听取或阅读别人（特别是初出茅庐的青年学者）的论文时，则不断摇头蹙眉，表现出一种极不耐烦的样子。因此，我们医学生要时刻提醒自己，不要被传统观念捆住手脚，要时刻牢记一个平凡的真理：科学的生命在于创新，科学的胜利在于冲破传统观念；要谦虚好学，不要养成一种迷信权威、漠视小人物的偏见。盖世权威难免一失，无名小辈常有所得。

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