科学方法4.pptVIP

科学方法4 达尔文临死前心满意足地看到了他的两个思想产儿之一——共同祖先学说(认为地球上的所有生物都是从同一祖先进化而来的)已获得了生物学界的公认，已难以找到生物学家还会怀疑进化的事实。但是他更心爱的另一个思想产儿——自然选择学说(认为适者生存是进化的机制)却遭遇不同的命运，只吸引了少数追随者。它面临的一些科学难题在当时没有令人满意的解答 ， 达尔文的进化论揭示了生物在自然条件选择下，其遗传和变异交互作用形成进化的过程。虽然每一代物种都出现变异，但只有那些与环境相适合的变异才能被保留下来。 拉马克提出「获得性遗传」学说的时间比达尔文为早，拉马克主张，后天所获得的性状(character)可以遗传给下一代。例如长颈鹿的祖先是短颈的，因为地上的草不够，牠们需要伸长颈部去吃树上的叶，那么下一代的颈就会变长。如此一代一代伸长下去，就变成今天的长颈鹿。 由于拉马克主张长用的器官会「进步」(例如颈变长)，不用的器官会「退化」，所以他的学说亦被称为「用进废退说」。 1822年7月22日孟德尔生于奥地利的海因岑多夫（今捷克的海恩塞斯）。他于1840年毕业于特罗保的预科学校，进入奥尔米茨哲学院学习。1843年因家贫而辍学，同年10月到奥古斯丁修道院做修道士。1847年被任命为神父。 1849年受委派到茨纳伊姆中学任希腊文和数学代课教师。1851年～1853年在维也纳大学学习物理、化学、数学、动物学和植物学。1853年，他从维也纳大学毕业回修道院。1854年被委派到布吕恩技术学校任物理学和植物学的代理教师。并在那里工作了14年。 约从1856年到1863年，他进行了8年的豌豆杂交实验。他首先考察高矮两种性状的遗传情况，结果发现，矮株的种子永远只能生出矮株，因此它属于纯种，高株则不同，约占高株总数的三分之一的高株属于纯种，一代代生育高株，其余的高株的种子生出一部分高株，一部分矮株，高矮的总比例为约为一比三。这说明高株有两类，一类是纯种的，一类是非纯种的。将矮株与纯种高株杂交会出现什么现象呢？孟德尔吃惊发现，杂交生出的全是高株，矮株的性状似乎全部消失了。但是，将这一代杂交出的高株进行自花授粉，结果新一代四分之一是矮纯种，四分之一是高纯种，四分之二是非纯高种。 这种规律太神奇了。孟德尔认识到豌豆的高矮性状在高矮性状，在遗传时表现不同 前者是显性的，后者是隐形的。也就是说，它们均存在时，只显现高性状。但矮性状并没有消失，等到在下一代出现没有高性状的植株时，矮性状就表现出来。 门德尔利用人工授粉的方式将碗豆一共七种不同的性状进行单一的杂交实验。他先将具某种特征（比如说是开白花的碗豆）的植株的雄蕊用剪刀除去，再用水彩笔将具另一相对遗传特征植株的花粉传至去雄蕊的白花的柱头上（与白花做杂交实验的植株为开紫花的植株），由于白花中的雄蕊已经除去，所以开白花的植株接受开紫花的植株的花粉，完成授粉。 经人工操作的植株在遗传杂交实验中被称为父本或母本 ( parental generation )，一般用P来代表。由母本所结的种子长出来的植株为第一子代(first filial generation)的植株，一般用F1来代表。以F1为父母本再进行杂交实验所得的子代则称为第二子代 ( second filial generation)，以F2表之。 门德尔观察的七种碗豆特征分别为：白花与紫花(white and purple flowers)，高植株与矮植株(tall and dwarf stem)，黄色种皮与绿色种皮(yellow and green seeds)，皱种皮与光滑种皮（wrinkled and round seeds），饱满豆荚与干瘪豆荚(smooth and constricted pods)，绿豆荚与黄豆荚(green and yellow pods)，花开于茎顶或开于茎间(terminal and axial flowers)。 Round×wrinkled seeds All round 5,474 round,1,850 wrinkled 2.96:1 Yellow×green seeds All yellow 6,022 yellow,2,001 green 3.01:1 Purple×white flowers All purple 705 purple,224 white 3.15:1 Smooth×constricted pods All smooth 882 smooth,299 constricted 2.95:1 Green×yellow pods All green 428 green,152 yellow 2.82:1 Axial×terminal flowers