孟德尔成功地发现了遗传规律也存在“巧合”的因素:7对等位基因分别位于7对同源染色体上吗(孟德尔发现遗传规律的背景资料)
孟德尔发现遗传规律的背景资料
18世纪末至19世纪初,美国及欧洲各国的植物育种学家为了提高作物产量,进行了大量的杂交实验。一些国家的科学院甚至公开悬赏征求研究课题。荷兰科学院的题目是:“一种花用另一种花的花粉进行人工授精而产生新的种和品种,这个经验说明了什么?用这种方法可以产生和繁育什么样的经济作物和观赏植物?”巴黎科学院出题:“从杂种的可育性及其性状的持久性和非持久性的观点出发来研究植物杂种。”一些学者的研究取得了重要的进展,并提出了还未认识到的遗传学理论上的关键问题。例如,奈特选用豌豆做杂交实验,认识到用豌豆作为实验材料有许多优点。豌豆有许多性状区分明显的品种,是严格的自花传粉物种,在子代中性状的表现很容易区分等。特别是奈特第一次发现豌豆种子的灰色对白色是显性,用杂交种子和白色种子回交,子代中有灰色和白色两种籽粒。可惜的是他没有计算两种种子的数量比。
克尔罗伊特(J.G.Koelreuter,1733-1806)是第一个从事植物系统杂交研究的科学家。他成功地用黄花烟草与另外一种烟草杂交,得到了中间类型的杂种。他还提出用杂种与某一亲本反复回交,杂种可“转化”为该亲本。
盖尔特纳(K.F.Gartner,1772-1850)分析了9000多个实验结果,得出用混合花粉传粉,子代中不会出现性状混合的结论。他认为受精的只有一种花粉,每一个花粉粒都各自独立地起作用。同一个胚珠里不会形成两种不同类型的胚胎。
萨叶里(A.Sageret,1763-1851)用西葫芦做杂交实验时,第一次把两个亲本的性状排列成一组组相对性状。杂交后得到的杂种,性状既不混合,也不是中间型,表现与亲本之一完全相同。杂种的每一个性状对另一个性状来说是显性的。他认为杂种之所以像它的双亲,并不在于每个亲本各种性状的直接融合,而是这些性状均匀或不均匀地分配;自然界使它的产物具有无限多样性和避免单调的方法很简单,就是以不同方式组合起来的性状的结合和分配,由此就能产生无数个变种。萨叶里的贡献在于进一步明确一个性状对另一个性状的显性关系以及性状的独立分配。遗憾的是他没有用杂交后代做进一步的研究,因此没能说明性状在后代中的分配情况。
上述的科研工作和进展,为孟德尔的研究工作奠定了基础。在这样的历史背景下,孟德尔着手解决植物的形态和花的颜色等是遵循什么规律传给子代的问题。
当时对遗传与变异现象本质的认识主要有两种观点:一种是泛生论,另一种是种质论。
泛生论是在科学地阐明遗传变异现象以前盛行了许多世纪的一种学说。这种学说认为,精液是在全身各个部分中形成的,汇集后在血管中流动,通过睾丸而进入阴茎。精液中含有能够传递特性的粒子,可以形成胚胎的各个器官。由于这些粒子的相似性,所以能产生同一物种的个体。父母双方中哪一方的粒子较多,吸引力较大,则多半会产生类似那一方的特性;形成粒子的场所就是个体的每一个器官。这样个体的特性就遗传给下一代。
达尔文(C.R.Darwin,1809-1882)在1868年提出“暂定的泛生说”认为,每一个能够各自独立变化的性状是由同一种物质载体—芽球联结在一起的。发育中的生物体的每一个细胞都能产生出无数个细小的芽球,它们彼此相同,负责每一种性状和器官的形成。这些芽球能以不同的强度进行繁殖,每当细胞分裂时,它们就进入子细胞并能在身体里自由流动,进入了生殖细胞就保证把它们传递给子代。变异取决于芽球的两个过程。第一个过程是现有芽球的相对百分数的变化,芽球的丢失和数目恢复都能影响到性状的变化。第二个过程是芽球本身性质的变化。
拉马克(J.B.Lamarck,1744-1829)在泛生论的基础上进一步提出,“用进废退”使身体各个部分发生了变化,这些变化可通过形成的精液传给子代;通过许多世代,这种“获得性状”积累的结果就成为生物进化的机制。
种质论是魏斯曼(A.Weismann,1834-1914)针对泛生论和“用进废退”“获得性遗传”而提出的。
魏斯曼提出的种质学说把“种质”和“体质”加以区别。他认为种质是指性细胞和产生性细胞的那些细胞。体质是保护和帮助种质繁殖自身的一种手段,是指构成除种质以外的身体所有其余部分细胞。种质负责传递保持物种种性所需的全部遗传因子,在世代繁衍过程中,种质自身永世长存,在世代间连续传播。体质则是来自种质的分解,只含有种质的零星残片。种质细胞系完全独立于体质细胞系,体质细胞发生的变化(也就是获得的性状)不影响种质细胞,因而获得的性状不会遗传给下一代。但是,物种生活在其中的环境所产生的种种外界影响,凡在种质中引起的变异,则是持久的、遗传的变异。关于种质位于何处,魏斯曼于1885年时宣称:“只有细胞核物质才是遗传倾向的载体。”种质学说包含了科学合理的内容,对以后遗传学的发展有着相当大的影响。
3.孟德尔简介
第三,有的权威出于偏见或不理解,把孟德尔的研究视为一般的杂交实验,和别人做的没有 多大差别。
4.孟德尔的实验过程