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課程內(nèi)容：
《孟德爾的豌豆雜交實(shí)驗(yàn)（1）》
    19世紀(jì)中期，在奧地利的一所修道院里（現(xiàn)捷克境內(nèi)），來了一位叫孟德爾的年輕人。當(dāng)時(shí)誰都不會(huì)想到，半個(gè)多世紀(jì)以后，他會(huì)因?yàn)樵谶z傳學(xué)上的重大發(fā)現(xiàn)而名垂青史。
    孟德爾從小喜愛自然科學(xué)，由于家境貧寒，21歲便做了修道士。后來，他被派到維也納大學(xué)進(jìn)修自然科學(xué)和數(shù)學(xué)?；氐叫薜涝汉?，他利用修道院的一小塊園地，種植了豌豆、山柳菊、玉米等多種植物，進(jìn)行雜交實(shí)驗(yàn)，潛心研究了8年。其中豌豆的雜交實(shí)驗(yàn)非常成功，孟德爾通過分析豌豆雜交實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)了生物遺傳的規(guī)律。
    豌豆是自花傳粉植物，而且是閉花受粉，也就是豌豆花在未開放時(shí)，就已經(jīng)完成了受粉，避免了外來花粉的干擾。所以豌豆在自然狀態(tài)下一般都是純種，用豌豆做人工雜交實(shí)驗(yàn)，結(jié)果既可靠，又容易分析。
    豌豆植株還具有易于區(qū)分的性狀。例如，豌豆植株中有高莖的，也有矮莖的；有結(jié)圓粒種子的，也有結(jié)皺粒種子的。像這樣，一種生物的同一種性狀的不同表現(xiàn)類型，叫做相對(duì)性狀。這些性狀能夠穩(wěn)定地遺傳給后代。用具有相對(duì)性狀的植株進(jìn)行雜交實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果很容易觀察和分析。
    孟德爾經(jīng)過仔細(xì)觀察，從34個(gè)豌豆品種中選擇了7對(duì)相對(duì)性狀（如莖的高度、子葉的顏色、花的位置等）做雜交實(shí)驗(yàn)。
    孟德爾注意到不同品種的豌豆之間同時(shí)具有多對(duì)相對(duì)性狀。為了便于分析，他首先對(duì)每一對(duì)相對(duì)性狀的遺傳分別進(jìn)行研究。
    一對(duì)相對(duì)性狀的雜交實(shí)驗(yàn)
    孟德爾用純種高莖豌豆與純種矮莖豌豆作親本進(jìn)行雜交。他驚奇地發(fā)現(xiàn)，無論用高莖豌豆作母本，還是作父本，雜交后產(chǎn)生的第一代（簡(jiǎn)稱子一代，用F1表示）總是高莖的。
    孟德爾帶著疑惑，用子一代自交，結(jié)果在第二代（簡(jiǎn)稱子二代，用F2表示）植株中，不僅有高莖的，還有矮莖的。
    看來矮莖性狀在子一代中只是隱而未現(xiàn)。
    孟德爾把F1中顯現(xiàn)出來的性狀，叫做顯性性狀，如高莖；未顯現(xiàn)出來的性狀，叫做隱性性狀，如矮莖。在雜種后代中，同時(shí)出現(xiàn)顯性性狀和隱性性狀的現(xiàn)象叫做性狀分離。
    孟德爾沒有停留在對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察與描述上，而是對(duì)F2中不同性狀的個(gè)體進(jìn)行數(shù)量統(tǒng)計(jì)，分析F2中高莖植株與矮莖植株之間的數(shù)量關(guān)系。結(jié)果發(fā)現(xiàn)在所得的1064株F2植株中，787株是高莖，277株是矮莖，高莖與矮莖的數(shù)量比接近3：1.
    孟德爾還對(duì)豌豆的其他6對(duì)相對(duì)性狀進(jìn)行了雜交實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1-1.
    看來，F(xiàn)2中出現(xiàn)3:1的性狀分離比不是偶然的。是什么原因?qū)е逻z傳性狀在雜種后代中按一定的比例分離呢？
    對(duì)分離現(xiàn)象的解釋
    孟德爾在觀察和統(tǒng)計(jì)分析的基礎(chǔ)上，果斷地摒棄了前人融合遺傳的觀點(diǎn)，通過嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐评砗痛竽懙南胂?，?duì)分離現(xiàn)象的原因提出了如下假說。
    （1）生物的性狀是由遺傳因子決定的。這些因子就像一個(gè)個(gè)獨(dú)立的顆粒，既不會(huì)相互融合，也不會(huì)在傳遞中消失。每個(gè)因子決定著一種特定的性狀，其中決定顯性性狀的為顯性遺傳因子，用大寫字母（如D）來表示；決定隱性性狀的為隱性遺傳因子，用小寫字母（如d）來表示。
    （2）體細(xì)胞中遺傳因子是成對(duì)存在的。例如，純種高莖豌豆的體細(xì)胞中有成對(duì)的遺傳因子DD，純種矮莖豌豆的體細(xì)胞中有成對(duì)的遺傳因子dd。像這樣，遺傳因子組成相同的個(gè)體叫做純合子。因?yàn)镕1自交的后代中出現(xiàn)了隱形性狀，所以在F1細(xì)胞中必然含有隱性遺傳因子；而F1表現(xiàn)的是顯性性狀，因此F1體細(xì)胞中的遺傳因子應(yīng)該是Dd。像這樣，遺傳因子組成不同的個(gè)體叫做雜合子。
    （3）生物體在形成生殖細(xì)胞——配子時(shí)，成對(duì)的遺傳因子彼此分離，分別進(jìn)入不同的配子中。配子中只含有每對(duì)遺傳因子的一個(gè)。
    （4）受精時(shí)，雌雄配子的結(jié)合是隨機(jī)的。例如，含遺傳因子D的配子，既可以與含遺傳因子D的配子結(jié)合，又可以與含遺傳因子d的配子結(jié)合。
    請(qǐng)你根據(jù)孟德爾的假設(shè)，和同桌同學(xué)討論高莖豌豆與矮莖豌豆雜交實(shí)驗(yàn)的分析圖解。
    我們還可以通過模擬實(shí)驗(yàn)，來體驗(yàn)孟德爾的假說。
    對(duì)分離現(xiàn)象解釋的驗(yàn)證
    孟德爾的假說合理地解釋了豌豆一對(duì)相對(duì)性狀雜交實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是不夠的，還應(yīng)該能夠預(yù)測(cè)另一些實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
    孟德爾巧妙地設(shè)計(jì)了測(cè)交實(shí)驗(yàn)，讓F1與隱性純合子雜交。假設(shè)孟德爾的假說是正確的，請(qǐng)你預(yù)測(cè)測(cè)交實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。
    孟德爾用雜種子一代高莖豌豆（Dd）與隱性純合子矮莖豌豆（dd）雜交，在得到的64株后代中，30株是高莖，34株是矮莖，這兩種性狀的分離比接近1：1.孟德爾所做的測(cè)交實(shí)驗(yàn)的結(jié)果驗(yàn)證了他的假說。
    分離定律
    孟德爾一對(duì)相對(duì)性狀的實(shí)驗(yàn)結(jié)果及其解釋，后人把它歸納為孟德爾第一定律，又稱分離定律：在生物的體細(xì)胞中，控制同一性狀的遺傳因子成對(duì)存在，不相融合；在形成配子時(shí)，成對(duì)的遺傳因子發(fā)生分離，分離后的遺傳因子分別進(jìn)入不同的配子中，隨配子遺傳給后代。