关于孟德尔遗传定律的本质理解和应用研究

摘要：伟大的生物学家孟德尔先生在距今一百多年前发现了著名的遗传学定律——孟德尔定律。孟德尔对豌豆进行了长达八年的杂交实验，通过对豌豆的粒型、花色等性状的遗传规律来进行分析，最终总结出了分配定律和自由组合定律两大遗传学定律，这两大定律作为遗传学上的重要发现，奠定了近代遗传学的基础，对生物学的发展具有十分重要的意义。本文就将对孟德尔遗传定律的本质进行分析，并探讨其在实际生活中的应用。

关键词：孟德尔遗传定律 本质 理解 应用研究

孟德尔所进行的长达八年的杂交实验可谓是生物遗传学中的经典实验，在现今的生物课程教学中仍然占有十分重要的地位，该实验包含了众多实验环节，包括假设、实验、分析、论证等，其中孟德尔进行实验所使用的假说演绎法十分著名，这对近现代的遗传学发展起到了十分重要的借鉴意义[1]。另外，在此实验中孟德尔还提出了“遗传因子”的概念，这对此后遗传学的迅速发展起到了至关重要的作用。同时，孟德尔的遗传定律在现实生活中也有着广泛的运用，尤其是在提高农产品产量方面具有重要的意义。

一、孟德尔遗传定律的本质内容

（一）显性定律

显性定律是指具有一对相反性状的两株纯种植物在进行杂交后，子一代的植株均会只呈现出其中一个植株的性状，而另一种性状则会隐去不见。例如，开白花的纯种植株与开黄花的纯种植株进行杂交，子一代都呈现出黄色，此时就说明黄花相对于白花是显性的，而子一代中就肯定不会出现白花植株和中间性状的植株。

（二）分离定律

分离定律主要运用在子二代的遗传规律中，与子一代所体现出的显性定律不同，在进行子二代的杂交过程中会出现性状分离的现象，也就是说植株会体现出显性和隐性两种不同的性状[2]。一般来说，在子二代的植株中两种性状所呈现出的比例在3：1，拿上面的黄花与白花植株的例子来说，也就是说在子二代中的每4株植株中就会有3株是黄色，1株是白色，因为根据孟德尔的遗传定律，子二代的显性性状和隐性性状的比例为3：1。在进行实际的分析中可以这样进行运算，黄花用a表示，白花用b表示，则子一代的基因就是ab，而ab呈现显性性状是黄花，在子二代中，ab一代基因与ab一代基因进行杂交，则会出现aa、ab、bb三种基因型，按照概率学计算这三种基因型的比例为1：2：1，而aa和ab所体现出的性状全部是黄花，所以在子二代中黄花和白花的比例为3：1。

（三）自由组合定律

以上全部是针对于一对性状进行讨论的，当我们对含有两个或者两个以上的不同性状的植株进行彼此之间的杂交时，会出现什么情況呢。根据孟德尔遗传定律中的自由组合定律来进行分析，就可以得出在经过子一代的性状分离后，到子二代中各种植株的性状比例会达到9：3：1。还是拿上面的例子来说，如果再加上高矮的性状后，此时就是两种性状的植株进行杂交，而高性状相对于矮性状则是显性性状，于是到了子二代中黄花高植株、黄花矮植株、白花高植株、白花矮植株依次就会呈9：3：3：1的比例。

二、孟德尔遗传定律的应用

（一）分离定律在自由组合问题中的应用

基因的分离定律和自由组合定律是相互关联且紧密联系的，所以在对实际问题进行分析的时候，可以运用分离定律将自由组合问题分解为若干个来进行解决，即在解决自由组合问题的时候采取分解与组合相结合的方法，这样会大大简化问题的难度。例如，在知道亲代的基因型的情况下，首先，可以分析出亲代产生的配子种类和概率；其次，可以得出子代的基因型、表现型的种类和比例以及某个特定个体出现的概率；最后，在得知子代的表现型和比例以及部分亲代的表现型的情况下，还可以反推出亲代的基因型。在实际生活中，运用分离定律可以解决许多自由组合方面的遗传问题[3]。

（二）分离定律确定个体基因型

分离定律最基本的应用就是来对个体的基因型进行判断，一般情况下，我们可以采用假设法来进行计算，例如，设等位基因为A、a，依据孟德尔的分离定律，可以得出亲代样本的一对基因一定会在子代的身上得到不同的体现，子一代的基因一定是来自两位亲属的。所以，如果子一代出现隐性性状，那么亲代样本中一定至少有一个含有a基因。在实际解决问题的过程中，利用分离定律来对问题进行分析，可以极大的简化问题的难度。

（三）分离定律与自由组合定律结合优化杂交育种

在科学技术迅速发展的今天，孟德尔遗传定律越来越广泛的运用到了人们的生活之中，在基因工程、人类遗传病的预防、植物的杂交育种等方面都有着运用，尤其是在植物的杂交育种方面优化了很多农作物的品种，使得农作物的产量大幅度提高，促进了国民经济的发展。利用孟德尔遗传定律中基因遗传和变异规律，人们可以按照自己的需求来对基因结构进行改造，提取目的基因并将其导入受体细胞，以此来改变生物的性状，达到过滤掉劣势性状，保留优良性状的目的，培育出越来越优质的品种。例如，有两个品种的火龙果，一个是抗病毒白果肉的品种，而另一个是易感染病毒的红果肉品种，如果想得到抗病毒的红果肉品种，就可以将这两个火龙果品种进行杂交，而得到的优良品种就可以作为此后育种的来源。实际上，运用分离定律与自由组合定律还可以解决遗传材料的繁殖和保存、品种选育以及良种繁育等更多问题。

三、孟德尔遗传定律对遗传学发展的启示

（一）合理运用前人的理论基础

孟德尔杂交实验的成功不仅仅得益于大量的实验累积，也由于其生平接触到的知识面较广且善于将知识灵活运用。一方面，孟德尔遗传的提出是建立在原子论和类比思维的基础上的。众所周知，孟德尔有着多普勒这样一位老师，作为多普勒效应的发现者，他带给了孟德尔不少的知识启发，孟德尔遗传定律的发现就是因为其就对道尔顿原子论有着深刻的理解，善于从微小的物质观出发来对物质的变化过程进行分析，且孟德尔借此还提出了遗传因子决定生物形状这一观点。此外，类比推理的思维也被很明显的运用在孟德尔的遗传定律中，在生物学的学习过程中如果遇到超出自身知识水平而无法解决的难题时，还可以借助其他学科领域的知识来进行推理分析。另外，孟德尔遗传定律的发现还源于唯物主义观的支撑。由于孟德尔先生是一名虔诚的修道士，所以其是从唯物主义的价值观出发来对生物学进行研究的。例如，在对七对形状研究的过程中，他认为豌豆的不同性状一定是由于豌豆中某种本质性的东西所决定的，而这种本质性的东西就是他所提出的遗传因子。

（二）使用科学的研究方法

在孟德尔进行豌豆的杂交实验之前，不少人也对植物进行过杂交实验，但是最终都没有成功。其中最主要的原因就是实验材料的选取不同。孟德尔在进行了大量的科学实验后，发现了豌豆的自花传粉、闭花授粉特性，所以选取了豌豆这一植物为实验材料，给实验带来了极大的便利。同时孟德尔在实验的过程中还合理的运用了数学归纳法，将子代植物的不同性状进行统计，这也促进了实验的成功。

（三）可检验性的研究结果

科学的理论发现是经得起时间的检验的。孟德尔的生物学遗传定律在早期并没有得到生物学界的普遍认可，直到很长一段时间后，科伦斯、邱歇马克和徳弗里斯三名不同国家的植物学家发现了孟德尔的豌豆杂交实验结论竟然与自己的植物杂交论高度相似时，孟德尔的生物学遗传定律才得以被论证。其后，孟德尔的遗传定律逐渐被生物学界所认可，孟德尔所做出的生物学贡献也得到了肯定。孟德尔的遗传定律被广泛认可是幸运的，但更多的是因为其理论是经得起各种检验的。

（四）坚持不懈的研究精神

在对真理进行探索的过程中一定要有坚持不懈的精神，要知道科学的发展一直是建立在无数的科学家辛苦奉献的基础上的，而孟德尔的生物学探索实验也是如此。由于豌豆是属于一年生的植物类型，所以孟德尔在进行豌豆杂交实验时每杂交一代就需要花费一年的时间来进行统计，这样一代接着一代做实验，并需要对植物进行看护和进行大量实验数据统计的前提下，如果孟德尔先生没有坚持不懈的科学探索精神，那么就不可能最终得出对生物遗传学发展影响至深的孟德尔遗传定律。所以，我们在做科学研究的过程中，一定要把心沉静下来，切不能操之过急或者心浮气躁，否则就很难发现实验中所蕴含的科学原理。

四、结语

通过以上对孟德尔定律的本质分析和应用探讨可以得出，科学定律的得出是建立在大量的实验和前人不断总结的理论基础上的，在进行实验研究的过程中要使用科学的实验方法进行论证，切实的分析实验的可行性以及注意实验材料的选择，要知道孟德尔先生正是选择了拥有自花传粉、闭花授粉特性的豌豆为实验材料，且经过了长期实验才能取得成功。在进行科学研究的道路上，不仅需要一丝不苟的精神，更要坚持不懈，科学的进程是经过了众多科学家的心血奉献才得以发展的，所以在对前人知识的学习上要仔细钻研、深入思考，才能为科学的进步奉献自己的力量。

參考文献：

[1]雷子宸.关于孟德尔遗传定律的本质理解和应用[J].安徽冶金科技职业学院学报，2018，（01）：72-75.

[2]吕清之.孟德尔研究及其对遗传学发展的启示[J].科学咨询（科技·管理），2018，（01）：68-69.

[3]课程教材研究所·遗传与进化（高中生物必修2）[M].北京：人民教育出版社，2016.

[4]张宜萍，唐晓春.对“孟德尔遗传定律”科学史的再认识[J].生物学通报，2013，（05）：16-17.

（作者简介：徐彬涵，山东省淄博第七中学，高中在读。）