
达尔文和孟德尔生物进化理论的区别.pdf
17页达尔文和孟德尔生物进化理论的区别孟德尔就是遗传学杰出的奠基人他揭示出遗传学的两个基本定律—— 分离定律和自由组合定律达尔文则是生物进化的自然选择地提出者总体来说,达尔文提出的是生物的总体进化规律,孟德尔提出的是亲子代间的遗传规律19 世纪的欧洲曾产生过两个著名的科学人物:一个是英国博物学家、生物进化论创始人达尔文 (C. Darwin) ,一个是奥地利神父、现代遗传学奠基者孟德尔(G.Mendel),他们为生物科学的发展都作出了巨大贡献达尔文与孟德尔属于同一时代的人,然而, 他们生前却从未见过面 1863 年,孟德尔曾到伦敦参观访问那时候,他的大部分豌豆试验已经结束,已有足够的事实材料向达尔文说明生物遗传与变异的原因及规律可恰巧就在这一年,达尔文病得很厉害,在家静心修养,闭门谢客结果,两位科学伟人失去了绝好的一次见面的机会,这不能不说是生物学史上的一件憾事遗憾之余,人们对达尔文不知孟德尔及其工作也感到不解科学史告诉我们,达尔文从60年代开始就注重研究生物的遗传与进化的相互关系问题他认为了解生物遗传与变异的机理对完善进化论有着重大意义为此, 他先后用豌豆、 金鱼草等许多植物品种作杂交试验,并观察到了杂种性状有规则的分离现象,但没有发现其规律。
达尔文自己也承认他对遗传与变异的认识还 ― 深深无知 ‖ 他说: ― 支配遗传的规律,大部分还不明了,没有人说过为什么同一性状,在同种的不同个体之间或异种之间,有时能遗传而有时则不能‖1866 年,即孟德尔论文《植物杂交的试验》发表后的第三年,达尔文在他的《动物和植物在家养下的变异》一书中,仍用 ― 泛生论 ‖ 来解释生物的遗传与变异现象其实,达尔文哪里知道,这个时候的孟德尔在他的论文中,已经科学地阐述了生物遗传与变异规律孟德尔论文的抽印本也寄到了英国皇家学会图书馆但令人费解的是,博览众书的达尔文竟全然不晓众所周知, 达尔文非常熟悉前人有关生殖和遗传的理论,注意利用园艺学家、杂交学家的研究成果,并将其精华吸收到自己的著作中他在《动物和植物在家养下的变异》等著作中,曾广证博引,列举了数十名生物学家的工作及其著作,但却没有提到孟德尔本世纪初, 奥国学者伊尔蒂斯(H.Iltis) 为写《孟德尔传》曾专门采访过达尔文的儿子弗朗西斯· 达尔文 (Francis Darwin) ,据弗朗西斯说, 在他父亲的图书室中,没有看到过孟德尔论文的翻印本这表明, 孟德尔没有将自己的论文寄给达尔文尽管如此, 据英国学者奥尔贝(R.Olby) 研究,在 19 世纪 80 年代,德国植物学家福克(W.Fock) 在他的著作《植物杂种》的分类目录单中,描述豌豆属、山柳菊属中的杂种时, 许多次提到孟德尔,并作了比较详细的评论。
福克曾将自己的著作送给达尔文,达尔文也仔细阅读过这本书,书中有关植物杂交和遗传的章节目录和内容,达尔文都划了线, 可就是跳过了有关孟德尔的字句这样看来, 达尔文确实不了解孟德尔的工作,也从未读过孟德尔的论文,这是生物学史上令人难以理解的事实之一科学思想史上, 曾经有人提出过这样的问题:假如达尔文看到孟德尔的论文,那将会是什么样的情形呢?英国生物学家贝特森(W.Bateson)认为,如果达尔文了解孟德尔的工作,读过他的论文, 他很可能识别出孟德尔论文的重大理论价值,并以他在生物学界的声誉而使孟德尔的发现得到公认,这样,现代遗传学史上就得重新改写德国遗传学家斯多倍(H.Stubbe) 也有类似的看法 笔者认为, 即使达尔文看到了盂德尔的论文,他未必能够认识到孟德尔论文的重大意义, 从而改变孟德尔论文被埋没几十年的厄运这是因为, 首先, 孟德尔与达尔文有着完全不同的遗传理论观点我们知道,达尔文是当时甚为流行的融合遗传理论的信奉者按照这种理论,生物受精时,生殖细胞精子和卵子所携带的遗传物质(泛子 )在子代中会发生融合, 故祖先性状在经过若干世代之后就会完全消失孟德尔则主张颗粒式遗传理论,即认为遗传因子在受精过程中,只彼此分离和自由组合,而绝不会发生融合,所以祖先性状在杂交后代中并不消失,而是一代一代地保留着,尽管有时并不表现出来。
而且,象拉玛克一样,达尔文也认为外部环境的改变是生物变异之源,而孟德尔则主张杂交是生物变异的源泉由于理论观点的不同,达尔文很可能不会承认孟德尔的正确性和科学性这一点我们可以用达尔文对诺丹著作的认识来证明在植物杂交实验史上,法国博物学家诺丹(C.Naudin) 被认为是孟德尔的先驱1864 年即孟德尔论文发表前2 年,诺丹出版了《植物杂交新研究》一书,书中的许多论点及其说明,同孟德尔论文极其相似达尔文认真研究过诺丹这部著作,但对诺丹在书中表述的观点却不以为然他在读完这本书后给胡克(R.Hooke) 的信中写道: ― 我无法想象它会保存下去杂种回复到两个亲本中的一个亲本的倾向,是一种更广泛定律中的一部分, ⋯⋯ 杂交的品种和物种倾向于回复到千百代以前的祖先的性状,为什么会这样, 只有上帝知道 ‖ 由此我们可以推论,孟德尔论文即使为达尔文所看到,它也会象诺丹著作一样受到达尔文的冷遇其次, 孟德尔与达尔文在植物杂交研究方法上存在着差异孟德尔在植物杂交研究中采用数理统计方法来对实验结果进行统计分析,并用概率论来加以说明在生物学史上, 孟德尔是第一个运用数学方法来研究生物学问题的人,在他之前还从未有人作过这样的偿试。
这种全新的研究方法是超越时代的,因而当时有很多生物学家都感到不可思议、不可理解 有人甚至认为孟德尔运用的统计方法是一种― 掷骰子游戏 ‖ 可以设想, 达尔文也不例外 应当承认,达尔文是一个杰出的观察者、实验者, 但却不是一个― 精明的计算者‖ 他在自己的科学研究中,大多采用观察、 实验等经验方法和归纳、比较等逻辑方法, 而几乎没有采用过数学方法他未认识到数学方法在生物学研究中的意义,因而也就很难理解孟德尔论文所说明的内容,当然也就谈不上认识到孟德尔论文的重要性再次, 孟德尔的宗教身份或许也是达尔文忽视孟德尔论文的一个重要因素在近代科学思想史上,科学与宗教是根本对立的因此,达尔文进化论问世后,就遭到教会的谩骂与攻击在经过1860 年― 牛津论战 ‖ 进化论取得决定性胜利之后,教会对进化论的敌视态度也并未改变在这种情况下,达尔文对宗教界人士是心存戒心,甚至反感的不巧的是,孟德尔发表论文时,正是一个道地的天主教神父,2 年后又成为一个修道院主教毫无疑问,达尔文不可能会想到一个职业的天主教神父竟敢置宗教教义于不顾去从事科学研究活动;他也许更难相信, 一个神学家竟能发现一些专业科学家长期寻求但未能发现的生物遗传的规律。
如果这个立论不能成立的话,那么就很难理解和说明这样一个问题:熟知世界科学文献而又读过福克著作的达尔文,为何单单漏掉孟德尔的论文呢?最后,从更广阔的社会背景来说,达尔文不知孟德尔论文并非个别行为,而是一种社会现象由于孟德尔发现是超越时代的,因此当时很多生物学家都认识不到孟德尔论文的意义何在例如,欧洲植物杂交研究权威、瑞士植物学家耐格里(C.Nageli) 不仅看过孟德尔论文,而且孟德尔还给他写过10 封信,向他详细说了整个豌豆杂交试验的过程和结果,可以说他比任何人都熟知孟德尔的工作但他却认为孟德尔的发现只是经验公式,而不能说是合乎理性的更有甚者, 维也纳植物园主任凯尔纳(Von Kerner) 连孟德尔寄给他的论文翻印本都没有拆封,就把它打入了冷宫1900 年,孟德尔遗传定律被重新发现后,伊尔蒂斯和美国遗传学家邓恩(L.Dunn) 分别在维也纳大学和哥仑比亚大学图书馆找到了刊有孟德尔论文的《布隆自然科学协会年鉴》 ,上面布满了灰尘,看来从未有人问津这些都表明,孟德尔论文被忽视并非个别现象,所以达尔文不知孟德尔论文也就不足为奇了孟德尔与达尔文都是永垂科学史册的科学家,他们的科学业绩是永远值得后人纪念的。
今年是孟德尔论文 《植物杂交的试验》发表 130 周年, 特以此文表示纪念同时也为的是从过去的事件中总结经验,吸取教训,以促进生物科学的繁荣与发展高一生物必修2 知识点总结一、遗传的基本规律(1)基因的分离定律①豌豆做材料的优点:(1)豌豆能够严格进行自花授粉,而且是闭花授粉,自然条件下能保持纯种2)品种之间具有易区分的性状②人工杂交试验过程:去雄(留下雌蕊)→套袋(防干扰)→人工传粉③一对相对性状的遗传现象:具有一对相对性状的纯合亲本杂交,后代表现为一种表现型,F1 代自交, F2 代中出现性状分离,分离比为3:1④基因分离定律的实质:在杂合子的细胞中,位于一对同源染色体上的等位基因,具有一定的独立性, 生物体在进行减数分裂时,等位基因会随同源染色体的分开而分离,分别进入到两个配子中,独立地随配子遗传给后代2)基因的自由组合定律 ①两对等位基因控制的两对相对性状的遗传现象:具有两对相对性状的纯合子亲本杂交后,产生的 F1 自交, 后代出现四种表现型,比例为 9:3:3:1四种表现型中各有一种纯合子,分别在子二代占1/16,共占4/16;双显性个体比例占9/16;双隐性个体比例占1/16;单杂合子占2/16× 4=8/16;双杂合子占4/16;亲本类型比例各占9/16、1/16;重组类型比例各占3/16、 3/16 ②基因的自由组合定律的实质:位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的。
在进行减数分裂形成配子的过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离,同时非同源染色体上的非等位基因自由组合③运用基因的自由组合定律的原理培育新品种的方法:优良性状分别在不同的品种中,先进行杂交,从中选择出符合需要的,再进行连续自交即可获得纯合的优良品种记忆点:1.基因分离定律:具有一对相对性状的两个生物纯本杂交时,子一代只表现出显性性状;子二代出现了性状分离现象,并且显性性状与隐性性状的数量比接近于3:12.基因分离定律的实质是:在杂合子的细胞中,位于一对同源染色体,具有一定的独立性,生物体在进行减数分裂形成配子时,等位基因会随着的分开而分离,分别进入到两个配子中,独立地随配子遗传给后代3.基因型是性状表现的内存因素,而表现型则是基因型的表现形式表现型=基因型 +环境条件4.基因自由组合定律的实质是:位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的 在进行减数分裂形成配子的过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离,同时非同源染色体上的非等位基因自由组合在基因的自由组合定律的范围内,有 n 对等位基因的个体产生的配子最多可能有2n 种二、细胞增殖(1)细胞周期:指连续分裂的细胞,从一次分裂完成时开始,到下一次分裂完成时为止。
2)有丝分裂:分裂间期的最大特点:完成DNA 分子的复制和有关蛋白质的合成分裂期染色体的主要变化为:前期出现;中期清晰、排列;后期分裂;末期消失特别注意后期由于着丝点分裂,染色体数目暂时加倍动植物细胞有丝分裂的差异:a.前期纺锤体形成方式不同;b.末期细胞质分裂方式不同3)减数分裂:对象:有性生殖的生物时期:原始生殖细胞形成成熟的生殖细胞特点:染色体只复制一次,细胞连续分裂两次结果:新产生的生殖细胞中染色体数比原始生殖细胞减少一半精子和卵细胞形成过程中染色体的主要变化:减数第一次分裂间期染色体复制,前期同源染色体联会形成四分体(非姐妹染色体单体之间常出现交叉互换),中期同源染色体排列在赤道板上, 后期同源染色体分离同时非同源染色体自由组合;减数第二次分裂前期染色体散乱地分布于细胞中,中期染色体的着丝点排列在赤道板上,后期染色体的着丝点分裂染色体单体分离有丝分裂和减数分裂的图形的鉴别:(以二倍体生物为例)1.细胞中没有同源染色体⋯⋯ 减数第二次分裂2.有同源染色体联会、形成四分体、排列于赤道板或相互分离⋯⋯ 减数第一次分裂3.同源染色体没有上述特殊行为⋯⋯ 有丝分裂记忆点:1.减数分裂的结果是,新产生的生殖细胞中的染色体数目比原始的生殖细胞的减少了一半。
2.减数分裂过程中联会的同源染色体彼。












