一、豌豆的启示

19世纪下半叶，在达尔文研究物种起源时，另一种探索生物繁衍和进化的内部因素的精细实验开始了，这就是奥地利神父孟德尔（Gregor Mendel，1822—1884）所进行的豌豆杂交实验。

孟德尔出生于奥地利摩拉维亚的海因申多夫村。其父是个农民，素性酷爱养花，因此，孟德尔自幼养成了养花弄草的兴趣。这也许是这位科学家后来在豌豆实验上成名的一个最初的契机吧！孟德尔的童年不但平常，且有些寒苦。整个小学可以说是在半饥半饱中念完的。中学毕业后，主要靠妹妹准备做嫁妆的钱，他才读了欧缪兹学院的哲学系。大学毕业后，21岁的孟德尔在老师的建议下，进了设在鄂尔特伯伦的修道院当了一名修士。如果说童年的孟德尔是在贫寒中度过的，那么青年的孟德尔则饱历了生活道路的坎坷。孟德尔不满意于修道院单调、古板的修士生活，兼任了布尔诺一所实验学校代课教师的职务。他曾两次申请转为正式教师，但经考试后均名落孙山。1847年孟德尔成为天主教神父。1851年被修道院派往维也纳大学学习物理、数学和自然科学，1853年返回修道院教授自然科学。^［1］

在孟德尔看来，仅仅依靠自然选择等外部条件不可能形成新种，他认为生物繁衍和进化必有某种内部因素。于是从1854年起，孟德尔用34个豌豆株系进行实验。在达尔文发表《物种起源》的时候，孟德尔修道院那20多平方米的植物园中，豌豆正茁壮成长。

孟德尔开始研究植物杂交工作，所用的实验材料是豌豆。他选用了22个豌豆品种。按种子的外形是圆的还是皱的、子叶是黄的还是绿的等特征，把豌豆分成了7对相对的性状。然后，按一对相对性状和两对相对性状分别进行了杂交实验，得到了如下的一些结果：①一对相对性状的杂交实验：孟德尔通过人工授粉使高茎豌豆跟矮茎豌豆互相杂交。第一代杂种（子一代）全是高茎的。他又通过白花授粉（自交）使子一代杂种产生后代，结果子二代的豌豆有3/4是高茎的，1/4是矮茎的，比例为3∶1。孟德尔对所选的其他6对相对性状，也一一地进行了上述实验，结果子二代都得到了性状分离3∶1的比例。②两对相对性状的杂交实验：孟德尔又用具有两对相对性状的豌豆做了杂交实验。结果发现，黄圆种子的豌豆同绿皱种子的豌豆杂交后，子一代都是黄圆种子；子一代自花授粉所生的子二代，出现4种类型种子。在556粒种子里，黄圆、绿圆、黄皱、绿皱种子之间的比例是9∶3∶3∶1。通过上述实验材料，孟德尔天才地推出了遗传的基本原理。

一、分离定律。孟德尔假定，高茎豌豆的茎之所以是高的，是因为受一种高茎的遗传因子（DD）控制。同样，矮茎豌豆的矮茎受一种矮茎遗传因子（dd）控制。杂交后，子一代的因子是Dd。因为D为显性因子，d为隐性因子，故子一代都表现为高茎。子一代自交后，雌雄配子的D、d是随机组合的，因此子一代在理论上应有大体相同数量的4种结合类型：DD，Dd，dD，dd。由于显性隐性关系，于是形成了高和矮3∶1的比例。因此，不同遗传因子虽然在细胞里是互相结合的，但并不互相掺混，是各自独立可以互相分离的。后人把这一发现，称为分离定律。(www.daowen.com)

二、自由组合定律。对于具有两种相对性状的豌豆之问的杂交，也可以用上述原则来解释。如设黄圆种子的因子为YY和RR，绿皱种子的因子为yy和rr。两种配子杂交后，子一代为YyRr，由于Y、R为显性，y、r为隐性，故子一代都表现为黄圆的。自交后它们的子二代就将有16个个体，9种因子类型。因有显性、隐性关系，外表上看有4种类型：黄圆、绿圆、黄皱、绿皱，其比例为9∶3∶3∶1。据此孟德尔发现，植物在杂交中不同遗传因子的组合，遵从排列组合定律，后人把这一规律称为自由组合定律。

孟德尔从1856年开始，经过8年的潜心研究，得出了上述两个遗传学定律并写成题为《植物杂交实验》的论文。在一个好友、气象学家的鼓励与支持下，他于1865年2月8日和3月8日举行的布尔诺学会自然科学研究会上，报告了这一论文。与会者很有兴致地听取了他的报告，但大概并不理解其中的内容，因为既没有人提问题，也没有人进行讨论。不过该会还是于1866年在自己的刊物《布尔诺自然科学研究会会报》上全文发表了这篇论文。

论文总结了他的试验结果和发现，提出了相当于现代科学所说的“基因”和“遗传单位”的概念。

由于孟德尔的工作，使得遗传学变成了科学，他开创了用数量统计方法研究遗传规律的道路，被称为“植物学上的拉瓦锡”。遗憾的是，孟德尔如此伟大的成就在当时并没有引起同时代人的注意。在他逝世16年后，孟德尔定律被德弗里等人重新发现。1900年，是遗传学发展史上值得纪念的一年。这一年，荷兰植物学家德弗里、德国植物学家柯仑斯、奥地利植物学家丘歇马克三位科学家在独立从事植物杂交试验时，差不多同时得到了与孟德尔几乎一致的结论，这在科学史上是一个奇迹！他们以为自己发现了全新的东西，并准备发表这一成果。就在他们最后查阅这方面的资料文献时，意外地看到了孟德尔的文章。于是，他们在发表研究成果时，都把功劳和荣誉归于孟德尔，都认为自己的工作只是证实了孟德尔的遗传定律。^［2］这就是在科学史上被传为科学道德佳话的“孟德尔定律”的重新发现。这一发现，使孟德尔重新为人们所认识和理解，“孟德尔定律”的再发现轰动了当时的生物界。英国著名生物学家贝特森于1909年出版了《孟德尔的遗传学原理》，对“孟德尔定律”做了进一步的阐述。“孟德尔定律”的再发现是遗传学发展史上的第一个高峰。从此以后，遗传学同细胞学的成就相结合，从个体水平深入到细胞水平，导致了染色体、基因理论的创立。

事实证明，20世纪生物学发展的起点是从孟德尔遗传理论开始的，孟德尔以其对现代遗传学的影响而被称为现代遗传学之父。今天，孟德尔在科学史上的地位及其光辉业绩已被充分肯定，以他的成果为基础的遗传学也已取得辉煌胜利，成为现今自然科学中发展最快、变化最为剧烈的学科。