孟德尔对遗传奥秘的发现是什么?

孟德尔选择豌豆进行遗传实验,具体原因是:孟德尔发现豌豆是闭花授粉植物,由于长期闭花授粉,豌豆的纯度有保证,也就是说,一个开红花的豌豆品种,其后代也会开花,高豌豆的后代绝不会矮;在豌豆里,红花白花,高的矮的,圆的皱的纹路是那么的分明。这些不同的豌豆颜色和颗粒形状被称为相对性状。正是因为豌豆的遗传相对性状是鲜明的,封闭授粉的特性使其遗传相对性状非常稳定。当研究具有这种特性的植物时,很容易观察到异质花粉的影响。豌豆虽然是闭花植物,但是花形比较大。通过人工手段很容易去除豌豆花中的雄蕊,把花粉送到雌花上。孟德尔自信地开始了一项从未进行过的基因实验。他小心翼翼地摘下红豌豆的雄花,送去白豌豆的花粉,得到杂交一代(F)。第一代种子长出来的豌豆是红色的花,这样第一代豌豆授粉,得到了第二代种子。第二代种子长成的植株开花时,3/4是白花,1/4是白花。他把出现在第一代的亲本性状称为显性性状,没有出现的亲本性状称为隐性性状。两个亲本的性状在第二代同时出现的现象称为“分离现象”孟德尔在用豌豆做杂交实验时,仔细观察了以下7对截然不同的性状:

花的颜色:红色和白色;

种子的形状:圆形,有皱纹;

叶子的颜色:黄色和绿色;

开花位置:腋生(即分枝)顶生;

成熟豆荚的形状:饱满,萎缩;

植物的高度:高度和高度。初始试验是将上述单性状差异明显的两个豌豆(亲本)杂交,上述7组相关性状分别杂交7次。7次杂交的结果惊人地一致。即杂交一代只有一个亲本性状。例如,当一株开红花的植物与一株开白花的植物杂交时,杂交后代总是开同样的红花。黄色子叶的豌豆与绿色子叶的豌豆杂交,第一代(F)总是具有黄色子叶等特征。这种杂交亲本只有一个亲本出现在第一代的现象,在孟德尔观察到的7对相对性状的杂交中无一例外。此外,当第一杂种自花授粉时,获得第二杂种种子。七个杂交的第二代,出现了两个杂交亲本的性状,即都出现了分离。更有意思的是,在杂种第二代,亲本在第一代出现的性状(显性性状)和亲本在第一代没有出现的性状(隐性性状)都是3: 1。

1866年,孟德尔发表论文《植物杂交实验》,揭示了生物性状分离和自由组合的遗传规律。后来,人们把他的发现分别称为“孟德尔第一定律”和“孟德尔第二定律”。

然而,这篇现在具有划时代意义的论文,在当时仍然没有引起任何反响。这有三个原因:

第一,达尔文的代表作《物种起源》发表于1859年,在孟德尔的论文发表之前。这本书引起了科学界的兴趣,几乎所有的生物学家都转向了生物进化的讨论,从而忽略了对孟德尔论文的关注。

第二,当时的科学界缺乏理解孟德尔定律的思想基础。首先,那个时代的科学思想并不包括孟德尔论文提出的命题:遗传不是个体的全貌,而是个性。其次,孟德尔论文的表述是全新的。他把生物学和统计学、数学结合起来,让当代博物学家很难理解论文的真正含义。

第三,有些权威出于偏见或不理解,把孟德尔的研究当成一般的杂交实验,和别人做的没太大区别。

晚年,孟德尔自信地对好朋友、布鲁恩高级技术学院的大地测量学教授格瑟说:“看,我的时代到了。”这句话成了一个伟大的预言。直到孟德尔去世16年,豌豆实验论文正式发表34年,从事豌豆实验43年后,预言才成为现实。

直到1900年才被荷兰的Defrees、德国的Clarence和奥地利的Chuschemark在他们各自的豌豆杂交实验中证实,从而拉开了现代遗传学的帷幕。孟德尔也因此被誉为遗传学的真正创始人和“现代遗传学之父”。