欢迎来到现象背后找规律——孟德尔豌豆实验发现的规律展区!

截至19世纪中叶,人们对遗传现象的认识还很粗浅,普遍认为遗传是“黑+白=灰”。从1854年开始,孟德尔做了大量的植物杂交实验,通过他的豌豆实验,为我们揭开了遗传的神秘面纱。
和大多数伟大科学家的初始设定相似,孟德尔家境贫寒,父母是当地的园艺家。他就在园艺学和农学的熏陶下“茁壮成长”,刻苦的孟德尔为继续求学,进入布隆修道院当修道士,在教会办的中学里教授自然科学,随后考入维也纳大学,在这里,他接受了系统的科学教育,也受到了杰出科学家们的影响,这为他后来的科学实践打下了基础。
孟德尔用了整整八年时间,在修道院的后花园里辛勤种植了2.9万余株豌豆,并对每一株豌豆的性状都进行了认真细致的观察。他观察到了什么?翻开书页,先来了解一下孟德尔定律为什么出自豌豆的杂交实验吧。
什么是自花传粉?什么是闭花传粉?自交和杂交、显性与隐形大家是否有了一点概念?走进展区,猜猜看第一个台面上这些豌豆究竟是能种出高茎还是矮茎?翻转翻版,看看和你的猜想是不是一样的?其实第二代豌豆植株中出现了高茎和矮茎两种类型,比例约为 3:1。这是因为第一代中的隐性性状在第二代中重新出现,表明隐性性状并未消失,只是暂时被显性性状遮盖。F2代中显性性状和隐性性状的比例约为3:1,这就是性状的分离现象。
接下来我们来种下一批豌豆,转动翻板,这些黄色圆形种子的豌豆植株和绿色皱形种子的豌豆又能种出什么样的后代呢?猜猜看,并动手做一做。子代自交后产生了四种类型的豌豆植株:黄圆、黄皱、绿圆、绿皱,比例为9:3:3:1。你觉得这个比例是准确的吗?请你来推导看看.
还记得我们刚才在展厅里是如何证明了孟德尔定律为什么出自豌豆的杂交实验吗?孟德尔的遗传定律都有哪些?分离定律和自由组合定律。孟德尔的发现不仅改变了我们对遗传的理解,还对现代遗传学产生了深远影响。在实验中创新性地将生物学和统计学、数学结合起来,使得他的研究结果更加具有说服力。他通过数学关系式来描述遗传规律,为遗传学的定量化研究开辟了道路。
直到孟德尔逝世16年后,豌豆实验论文正式出版后34年,他从事豌豆试验后43年,在跨越世纪1900年,孟德尔的研究被多位科学家“再发现”:他们在自己的研究过程中发现了和孟德尔相似的规律,并惊讶的发现这一规律已在孟德尔的研究报告中得到了详尽的阐述。
1903年,一位名叫沃尔特·萨顿的美国生物学家、遗传学家用显微镜观察某种蝗虫细胞时发现,这种蝗虫的体细胞中有24条染色体,生殖细胞中只有12条染色体。精子和卵细胞结合形成的受精卵,又具有了24条染色体。蝗虫子代体细胞中的染色体数目,与双亲体细胞中的染色体数目一样。
并且子代体细胞中的这24条染色体,按形态结构来分,两两成对,共12对,每对染色体中的一条来自父方,另一条来自母方。
这让他想到了孟德尔的猜想,孟德尔的猜想中谈到生物体细胞内遗传因子,就是后人说的基因,是成对存在,形成生殖细胞时成对的基因彼此分离,即生殖细胞中基因成单不成对,生殖细胞通过受精作用结合后,形成的受精卵细胞中基因就会再次成对存在了。
萨顿发现孟德尔猜想中的遗传因子(即基因)的“行为”和自己观察到的染色体“行为”呈现出惊人的相似性,那二者之间很可能存在强烈的相关性,一个奇妙猜想的想法在他头脑中出现。基因和染色体之间有何关系?我们要怎么通过实验验证,基因和染色体的关系?接下来我们进入到现象背后找规律的第三个实验——摩尔根果蝇实验揭示的规律。