第一百六十九章 孟德爾遺傳定律(上)!
「姓孟,名德爾?我還真沒聽過這位的名號,看來確是個隱士高人。」老園藝師封興聽了范錚報出的名字,眉頭皺了皺,思索了片刻后似乎想不起什麼。
范錚心裡笑了笑,這位名為孟德爾的遺傳學大師,本就是他前世之人,封興自然不可能聽說過。
看著封興和江天陣,范錚繼續說道:
「孟德爾大師素來喜愛清凈,隱居山野,潛心研究園藝種植之術,雖無人知曉,卻發現了一個在園藝史上堪稱劃時代的定律,在園藝界被稱為——孟德爾遺傳定律!
正是這一孟德爾定律,讓我有信心說出改良九五寒蘭品種的話!」
「哦!能讓范錚你如此推崇,不知這孟德爾遺傳定律到底講了些什麼?」江天陣原本對這些花花草草的園藝之事不是很感興趣,但一聽見和九五寒蘭的品種改良有關,瞬間就來了興緻,瞪大了眼睛,牢牢地看著范錚。
封興也差不多神情,對於一位教出來范錚的大師,他可是相當好奇,現在范錚特意提出了這孟德爾遺傳定律,正是釣足了他的胃口!
「格里哥·孟德爾大師在年輕時提出了孟德爾遺傳定律,並催生了遺傳學的誕生!他揭示出遺傳學的兩個基本定律——分離定律和自由組合定律,統稱為孟德爾遺傳定律。」范錚說道。
「格里哥·孟德爾?這名字,還是個外邦人啊……」封興喃喃自語。
「封老說的沒錯,孟德爾大師正是一個外邦之人。他出生於秦國以北一個名為奧地利的外邦國家,出生貧苦農民家庭。他的父親擅長於園藝技術,在父親的直接熏陶和影響之下,孟德爾大師自幼就愛好園藝。
他年歲稍長一些之後,進入本國的奧爾謬茨大學哲學院學習,但因家境貧寒,被迫中途輟學。之後,因家道沒落,生活所迫,他離開故鄉,遊歷大陸,最後來到了我們天越公國的會稽郡定居下來。
在兩年內,孟德爾大師驚訝於會稽郡的蘭花種植之術,尋覓良師學習了兩年,系統學習了植物、土壤等和植物種植息息相關的知識。與此同時,他還受到了外邦科學思想的影響,這些都為他後來從事植物雜交的科學研究奠定了堅實的理論基礎。再過兩年之後,孟德爾大師在會稽郡中隱居,平日養蘭花販賣糊口度日,並利用業餘時間開始了長達十年的植物雜交試驗。
在孟德爾大師從事的大量植物雜交試驗中,以豌豆雜交試驗的成績最為出色。經過整整八年的不懈努力,終於總結了《植物雜交試驗》的論文,提出了遺傳單位是遺傳因子(現代遺傳學稱為基因)的論點,並揭示出遺傳學的兩個基本規律——分離規律和自由組合規律。這兩個重要規律的發現和提出,為遺傳學的誕生和發展奠定了堅實的基礎,這也正是孟德爾大師名垂後世的重大科研成果。」
「遺傳學?分離定律?自由組合定律?」封興面色通紅,表情很怪異,身為專業的園藝師,他居然對這些名詞一無所知,但是他覺得范錚明顯不可能胡謅出這種名詞,倒顯得他孤陋寡聞、才疏學淺了。
「封老不必心急,待小子慢慢解釋說來。」范錚心思敏銳,也是察覺了封興的表情,但是他可不會笑話於他,畢竟這可是兩千年之後的知識,現在的人們又怎會知曉。
「首先,為了研究這些遺傳定律,孟德爾大師選用了豌豆作為實驗的對象,想必封老爺想出這其中的奧妙吧。那就是豌豆具有一些穩定的、容易區分的性狀,這很符合實驗的需求。
在他的雜交試驗中,孟德爾全神貫注地研究了七對相對性狀的遺傳規律。所謂相對性狀,即指同種生物同一性狀的不同表現類型,如豌豆花色有紅花與白花之分,種子形狀有圓粒與皺粒之分等等。為了方便和有利於分析研究起見,他首先只針對一對相對性狀的傳遞情況進行研究,然後再觀察多對相對性狀在一起的傳遞情況。這種分析方法是孟德爾大師獲得成功的一個重要原因。」
「正是如此,這一點上的選擇很是合適。」封興知道範錚在給他台階下,也連忙應承道。
「大家知道,孟德爾的論文的醒目標題是《植物雜交試驗》,因此他所從事試驗的方法,主要是『雜交試驗法』。他用純種的高莖豌豆與矮莖豌豆作親本(親本以『親』表示),在它們的不同植株間進行異花傳粉。結果發現,無論是以高莖作母本,矮莖作父本,還是以高莖作父本,矮莖作母本(即無論是正交還是反交),它們雜交得到的第一代植株(簡稱『子一代』)都表現為高莖。也就是說,就這一對相對性狀而言,子一代植株的性狀只能表現出雙親中的一個親本的性狀——高莖,而另一親本的性狀——矮莖,則在子一代中完全沒有得到表現。
又如,純種的紅花豌豆和白花豌豆進行雜交試驗時,無論是正交還是反交,子一代植株全都是紅花豌豆。正因為如此,孟德爾就把在這一對性狀中,子一代能夠表現出來的性狀,如高莖、紅花,叫做顯性性狀,而把子一代未能表現出來的性狀,如矮莖、白花,叫做隱性性狀。孟德爾在豌豆的其他五對相對性狀的雜交試驗中,都得到了同樣的試驗結果,即都有易於區別的顯性性狀和隱性性狀!」
「顯性性狀、隱性性狀,還真是相當形象的描述啊。」封興聽著范錚說的這些新奇知識,理解很快,閉著眼睛搖頭晃腦起來。
「在上述的孟德爾雜交試驗中,由於在雜種子一代時只表現出相對性狀中的一個性狀——顯性性狀,那麼,相對性狀中的另一個性狀——隱性性狀,是不是就此消失了呢?能否表現出來呢?帶著這樣的疑問,孟德爾大師繼續著自己的雜交試驗工作。
孟德爾讓上述子一代的高莖豌豆自花授粉,然後把所結出的子二代豌豆種子於次年再播種下去,得到雜種子二代的豌豆植株,結果出現了兩種類型:一種是高莖的豌豆(顯性性狀),一種是矮莖的豌豆(隱性性狀),即:一對相對性狀的兩種不同表現形式——高莖和矮莖性狀都表現出來了。孟德爾的疑問解除了,並把這種現象稱為分離現象。
不僅如此,孟德爾還從子二代的高、矮莖豌豆的數字統計中發現:在一千零六十四株豌豆中,高莖的有七百八十七株,矮莖的有二百七十七株,兩者數目之比,近似於三比一。
孟德爾以同樣的試驗方法,又進行了紅花豌豆的子一代自花授粉。在雜種子二代的豌豆植株中,同樣也出現了兩種類型:一種是紅花豌豆(顯性性狀),另一種是白花豌豆(隱性性狀)。對此進行數字統計結果表明,在九百二十九株豌豆中,紅花豌豆有七百零五株,白花豌豆有二百二十四株,二者之比同樣接近於三比一。
孟德爾大師還分別對其他五對相對性狀作了同樣的雜交試驗,其結果也都是如此。
我們概括上述孟德爾大師的雜交試驗結果,至少有三點值得注意:
一、子一代的全部植株,都只表現某一親本的性狀(顯性性狀),而另一親本的性狀,則被暫時遮蓋而未表現(隱性性狀)。
二、在子二代里,雜交親本的相對性狀——顯性性狀和隱性性狀又都表現出來了,這就是性狀分離現象。由此可見,隱性性狀在子一代里並沒有消失,只是暫時被遮蓋而未能得以表現罷了。
三、在子二代的群體中,具有顯性性狀的植株數與具有隱性性狀的植株數,常常表現出一定的分離比,其比值近似於三比一。」
范錚連綿不絕地講完上述孟德爾所做的雜交試驗,深吸一口氣,繼續說道:
「孟德爾大師對上述七個豌豆雜交試驗結果中所反映出來的、值得注意的三個有規律的現象也感到吃驚。事實上,他已認識到,這絕對不是某種偶然的巧合,而是一種遺傳上的普遍規律,但對於三比一的性狀分離比,他仍感到困惑不解。經過一番創造性思維后,終於茅塞頓開,提出了遺傳因子的分離假說,其主要內容可歸納為:
一、生物性狀的遺傳由遺傳因子決定(遺傳因子後來被稱為基因)。
二、遺傳因子在體細胞內成對存在,其中一個成員來自父本,另一個成員來自母本,二者分別由精卵細胞帶入。在形成配子時,成對的遺傳因子又彼此分離,並且各自進入到一個配子中。這樣,在每一個配子中,就只含有成對遺傳因子中的一個成員,這個成員也許來自父本,也許來自母本。
三、在雜種子一代的體細胞中,兩個遺傳因子的成員不同,它們之間是處在各自獨立、互不干涉的狀態之中,但二者對性狀發育所起的作用卻表現出明顯的差異,即一方對另一方起了決定性的作用,因而有顯性因子和隱性因子之分,隨之而來的也就有了顯性性狀與隱性性狀之分。
四、雜種子一代所產生的不同類型的配子,其數目相等,而雌雄配子的結合又是隨機的,即各種不同類型的雌配子與雄配子的結合機會均等。