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李永乐老师 Youtube, 什么是杂交?遗传学之父孟德尔和他的豌豆杂交实验
什么 是 杂交 ?遗传学 之 父 孟德尔 和 他 的 豌豆 杂交 实验
各位 同学 大家 好 我 是 李永乐 老师
在 5 月 22 号 的 时候
著名 科学家 杂交 水稻 之 父 袁隆平 先生 去世 了
在 哀悼 之 余 很多 小伙伴 给我发 来 私信
希望 我 讲 一 讲 杂交 水稻 的 原理
我 想 我 就 通过 两期 节目 来 为 大家 介绍 杂交 水稻
以 表达 我 对 袁隆平 先生 的 追思
今天 我们 首先 来讲 一讲 到底 什么 是 杂交
要说 杂交 我们 就 得 从 一个 奥地利 的 神父 说起
他 的 名字 叫做 孟德尔
孟德尔 豌豆 实验
是 历史 上 最 著名 的 遗传学 实验
在 孟德尔 生活 的 19 世纪 中叶 的 时候
人们 对 遗传 已经 有 了 一点点 的 认识
比如说 人们 已经 可以 区分 像 自交 和 杂交
虽然 这个 名字 可能 是 后来 人起 的
那个 时代 人们 已经 明白 了
什么 是 自交 什么 是 杂交
什么 意思 呢
我们 知道 很多 植物 它 的 这个 生殖器官 都 是 花
我们 来画 一朵花
好 画 完 了
这个 花 里面 有 什么 呀
花 里边 主要 有 两个 部分
一个 部分 就是 雌蕊
这个 雌蕊 它 里边 有 植物 的 卵子
就 相当于 人 的 这个 卵细胞 一样
同时 它 有 这种 立 起来 的 这个 玩意 叫 雄蕊
雄蕊 是 上面 有 什么 呀
有 花粉
这个 花粉 它 可以 怎么样 呢
相当于 是 这个 植物 的 精子
那么 假如 说 这个 雄蕊 上面 的 花粉
落到 了 这个 雌蕊 上
这个 植物 就 可以 受精
这种 情况 我们 就 称之为 什么
我们 就 称之为 自交
就是 自己 的 雄蕊 上面 的 花粉
落到 了 自己 的 雌蕊 上
然后 它 就 产生 了 种子
这个 过程 就 称为 自交
那么 在 自交 过程 中
这个 遗传物质 是 不会 发生变化 的
这 遗传物质 都 是 你 自己 的
那么 同时 还有 另外 一种 方式
就是 我们 再画 一朵花 这个 花画 好 了
那么 假如 说 有 一株 植物 的 花 它 上面 有 雄蕊
雄蕊 上 的 花粉 因为 风 或者 是因为 虫子 的 原因
这个 花粉 落到 了 另外 一个 植物 的 花 的 雌蕊 上
这个 过程 就 称之为 杂交
它 的 后代 就 继承 了 两颗 植物 的 这个 遗传物质
这 就 称之为 杂交
那么 当时 比较 流行 的 这种 遗传学 的 观点
称之为 融合 遗传
什么 叫 融合 遗传 呢
就是 这个 生命体 它 的 性状 是 有 一种
这个 控制 性状 的 遗传 微粒 构成 的
这个 遗传 微粒 在 哪 呢
在 身体 的 任何 部位
这个 遗传 的 微粒
可以 在 身体 内部 通过 循环系统 移动
当 它 移动 到 生殖细胞 的 时候
它 就 存到 了 这个 卵子 或者 存到 了 精子 之中 了
然后 如果 两个 生命体 进行 杂交 的话
它们 的 这些 遗传 微粒 就 可以 融合 到 一块
就 类似 于
你 把 一个 蓝墨水 倒 了 一瓶 水 里面 去 之后
这 蓝墨水 和 水 就 完全 混合 了
但是 按照 融合 遗传 的 观点
很多 问题 是 没有 办法 解释 的
比如说 一个 植物 开 红花 另外 一个 植物 开 白花
它们 两个 如果 进行 杂交 的话
按照 融合 遗传 的 观点
白花 红花 一 混合 应该 是 淡 一点 的 红花
但 实际上 不是 这 样子 的
它 要么 就是 白 的 要么 就是 红 的
没有 淡 一点 的 红花 对 吧
按照 这种 观点
一个 白 兔子 和 一个 黑 兔子
生 下来 的 兔子 应该 是 灰色 的
但 实际上 不是
还 是不是 白 的 就是 黑 的
这 又 是 为什么 呢
那么 当时 的 孟德尔 就 决心 要 解决 这个 观念
他 就 做 了 一个 豌豆 实验
孟德尔 这个 人 他 的 这个 早年 是 比较 不幸 的
年轻 的 时候 家里 边 非常 非常 穷
21 岁 的 时候 被迫 辍学
为了 衣食无忧 就 进 了 修道院
进 修道院 的 目的 就是 为了 吃饱 饭
后来 8 年 之后 在 修道院 也 干得 不错
那个 院长 就 把 他 送 回到 大学 里边 读书
他 就 去 了 这个 维也纳 大学 去 读书
学习 数学 学习 物理 学习 生物
学完 了 之后 两年 之后 他 又 回到 了 修道院
然后 院长 给 了 他 一片 菜地
说 你 可以 随便 种点 什么
结果 他 在 菜地 里边 不 种菜
他 干什么 呢
他 开始 搞 科学实验
就 做 了 这个 豌豆 实验
这个 豌豆 有 很多 很 好 的 特点
比如说 在 这个 豌豆 没有 成熟 的 时候
它 的 这个 花会 紧紧 的 包围住 里边 的 雄蕊 和 慈蕊
所以 它 的 花粉
一定 是 自己 的 雄蕊 的 花粉 落到 自己 的 雌蕊 上
天然 的 豌豆 一定 是 纯种 的
所以 有 了 这个 特点 之后 想 进行 杂交 也 很 容易
只要 你 在 这个 花 还 没有 成熟 的 时候
你 把 这个 花蕊 给 扒开
扒开 了 之后 你 就 把 这里 边 的 这个 雄蕊 给 去掉
那 它 自己 就 没有 办法 进行 传粉 了 对 不 对
然后 套上 一个套 不让 别的 花粉 过来
等 你 要 进行 人工 杂交 的 时候
你 就 把 你 想要 的 这个 花粉 掰 下来
然后 往 这 抖抖 抖 它 就 可以 传粉 了 是不是
所以 它 就 可以 做 人工 杂交 实验 非常 方便
还有 就是 豌豆 具有 很多 非常容易 观察 的 性状
而 孟德尔 就是 利用 了 这个 特点
做 了 这个 豌豆 的 性状 分离 的 实验
说 什么 叫 性状 呢
有 的 豌豆 它 那个 茎 比较 高 有 一米 多高
有 的 豌豆 茎 比较 矮 就是 30 厘米 左右
这 就 叫 高茎 豌豆 和 矮 茎 豌豆
除了 高茎 和 矮 茎 之外
有 的 豌豆 是 结原粒 种子 的 也 有 结皱 皮 种子 的
有 的 种子 是 黄色 的 还有 种子 是 绿色 的
有 的 豆荚 是 饱满 的 有 的 豆荚 是 不 饱满 的
它 的 花 有 紫色 的 也 有 白色 的
而花 的 位置 有的是 在 顶部 有的是 在 腋下
就 这么 多 容易 区分 的 性状
都 为 研究 豌豆 的 遗传 规律 提供 了 方便
这 孟德尔 就 在 自己 的 菜园子 里边 种 豌豆
然后 研究 它们 的 性状 进行 杂交 实验
他 最 开始 是 先挑 了 纯种 的 高茎 豌豆 高茎 豌豆
还有 矮茎 豌豆
通过 我们 刚才 说 的 那个 去 雄蕊 的 方法 进行 杂交
把 高茎 豌豆 的 雄蕊 去掉
让 矮 茎 豌豆 的 雄蕊 上 的 花粉
滴到 它 的 这个 雌蕊 上
或者 反过来 把 矮 茎 豌豆 的 雄蕊 去掉
把 高茎 碗豆 雄蕊 上 的 花粉
滴 到 这个 矮茎 豌豆 的 雌蕊 上
反正 你 不管怎么 弄
他 发现 这 两个 东西 一 杂交
它 一 杂交 杂交 之后 的 结果 是 什么 呢
就是 子 一代 一定 都 是 高 茎 的 一定 都 是 高 茎 的
就 高 茎 和 矮 茎 杂交 之后 子 一代 都 是 高 茎 的
然后 这个 子 一代 有 了 之后
它 再 利用 子 一代 自交
什么 叫 自交 呢
就是 我 不再 管 你 了
你 就 自己 的 花粉 落到 自己 的 雌蕊 上 就 完 了
它 自交 自交 了 之后
他 发现 这回 就 有意思 了
高茎 的 豌豆 自交 了 之后
就 出现 了 高 茎 和 矮 茎
这个 现象 我们 就 称之为 性状 分离 了
而且 通过 计算 他 发现自己 种 的 这些 豌豆 里面
有 787 个 是 高 茎 的 有 277 个 是 矮 茎 的
它们 之间 的 比例 接近 于 3:1 的 关系
就 数量 上 有 3:1 的 关系
为什么 在子 二代 出现 了 性状 分离 现象
而且 还 满足 一个 数字 的 规律 呢
只有 高茎 和 矮 茎 是 这样 吗 其它 性状 行不行 呢
孟德尔 又 把 那个 圆粒 皱粒
这个 黄皮 绿皮
每 一种 情况 都 试验 了 一下
结果 发现 都 有 这种 规律
就是 子 一代 的 性状 都 是 一样 的
到 了 子 二代 就 开始 性状 分离
都 是 这样 一样 的 规律
那么 这个 原因 是 什么 呢
孟德尔 认为 融合 遗传 的 观点 是 不 正确 的
孟德尔 说 首先 生物 的 性状 是 由 谁 决定 的 呢
生物 的 性状 是 由 遗传因子 决定 的
这个 遗传因子 它 有 什么 特点 呢
遗传因子 是 成 对 存在 的
这个 是 孟德尔 最大 的 创造
遗传因子 是 成 对 存在 的
每 一对 遗传因子 决定 了 一个 性状
比如说 是 高茎 还是 矮茎
比如说 是 黄粒 的 还是 绿粒 的
比如说 花 在 脑袋 顶上 还是 在 腋下
这 是 由 一对一 对 的 遗传因子 决定 的
而且 遗传因子 这 一对 又 分为 显性 和 隐性
显性 和 隐性
如果 这 一对 都 是 显性 的
或者说 有 一个 显性 一个 隐性
它 所 表现 的 特征 就是 显性 特征
如果 这 两个 遗传因子 这 一对 全都 是 隐性 的
它 才 表现 为 隐性 特征
同时 在 这个 生命体 在 形成 配子 的 过程 中
什么 叫 形成 配子 呢
比如说 这个 植物 产生 了 卵细胞 还有 花粉
这 就 叫 配子
卵细胞 也 叫 配子
花粉 也 叫 配子
它 俩一 结合 就是 受精卵
一个 新 的 生命 就 诞生 了 对 吧
在 形成 配子 的 时候
这个 每 一对
每 一对 这个 因子
每 一对 遗传因子 会 怎么样 呢
会 发生 分离
比如说 你 有 一对 遗传因子
这 一对 遗传因子 分别 进到 了 不同 的 配子 当中
它 就 发生 了 分离
于是 就 有 可能 会 出现 性状 分离
我们 来 解释一下 这个 问题
说 高 茎 和 矮 茎 的 豌豆 是 什么 呢
孟德尔 说
高茎 豌豆 是 显性 基因
矮茎 豌豆 是 隐性 基因
显性 基因 就是 DD
这 一对 是 高茎 豌豆
矮茎 豌豆 叫 dd
都 是 纯种 的
因为 我们 说 过
天然 情况 下 豌豆 都 是 纯种
它拿个 花瓣 把 自己 包 起来 了 是 吧
不 存在 这个 杂交 的 情况
然后 咱们 再 看
高茎 豌豆 形成 配子 的 时候
配子 里 一定 只 含有 D
矮茎 豌豆 形成 配子 的 时候 一定 只 含有 d
但是 配子 相结合 形成 受精卵 的 时候
就是 你 拿 一个 配子
我 拿 一个 配子 对 不 对
所以 咱们 俩一 结合
形成 杂交 的 子 一代
一定 是 含有 Dd
这样 一对 遗传因子 的 对 吧
好 Dd 这样 的 遗传因子 的 这个 高茎 豌豆
它 再次 形成 配子 的 时候 可 就 不 一样 了
有 的 配子 含有 D 有 的 配子 含有 d
然后 它 进行 自交
自交 的 时候 如果 是 两个 D 碰上 了
它 就 会 形成 什么
形成 DD
这 就是 高茎 豌豆 对 吧
如果 一个 D 和 一个 d 碰上 了
那 就是 什么 Dd
如果 一个 d 和 一个 D 碰上 了
你 拿 一个 d 我 拿 一个 D
那 就是 dD
如果 两个 配子 都 是 d
那 就是 dd
而 我们 会 发现
前面 这 三种 情况
每 一种 情况 都 含有 显性 基因 D
所以 都 是 什么 茎
都 是 高茎
而 后面 这种 情况
两个 遗传因子 都 是 隐性 基因
所以 它 就是 矮茎 对 不 对
在 遗传 的 过程 之中
配子 相结合 是 有 几率 的
你 既 可能 会 碰上 D 也 可能 会 碰上 d
碰上 谁 的 概率 相等 是 吧
所以 这样一来
这 四种 情况 的 子 二代 数量 应该 一样 多
因此 高茎 和 矮 茎 的 豌豆 数量 之 比 就是 3:1
你 看 是不是 非常 完美 地
解释 了 这个 性状 分离 的 实验
后人 就 把 孟德尔 所说 的 这些 个 观点
把 它 总结 成 了 一个 定律
也 就 称之为 遗传学 第一 定律
或者 叫 孟德尔 第一 定律
利用 显性 基因 和 隐性 基因 的 观点
能够 解释 很多 问题
比如说 双眼皮 就是 显性 基因
而 单眼皮 就是 隐性 基因
双眼皮 的 父母 有 可能 会 生出 单眼皮 的 孩子
但是 单眼皮 的 父母
是 绝对 不会 生出 双眼皮 的 孩子 的
再 比如说
有 白羊 有 黑羊
那 白羊 就是 显性 基因
黑羊 就是 隐性 基因
所以 两只 白羊 也 有 可能 会 生出 黑羊来
这是 一种 自然现象
其实 类似 的 实验
跟 孟德尔 同时代 的 达尔文 也 做 过
达尔文 用 的 是 报春花 和 金鱼草 花来 做 这种 实验
也 发现 了 一样 的 数量 关系
但是 为什么 达尔文 没有 发现 这个 规律 呢
一来 可能 是因为 达尔文 的 数学 不太好
在 那个 时代
生物学家 普遍 数学 都 不好
没有 几个 像 孟德尔 这样
学了 大学 数学 和 物理 之后
回过头来 又 开始 种 豌豆
没 几个 这样 的 人
所以 达尔文 可能 面对 这些 数字 他 不 敏感
没有 发现 3:1 的 关系
第二个 就是
达尔文 他 的 主要 目的 是 为了 证明 自己 的 进化论
进化论 说 什么 呢
说 生物 的 性状 会 发生变化
然后 由 环境 去 选择
那种 最 适应环境 的 性状 就 可以 保留 下来 对 不 对
然后 达尔文 在 研究 杂交 的 时候 他 就 发现 了
杂交 可以 提供 性状 分离
可以 产生 生物 的 多样性
而 生物 多样性 就是 进化 的 基础 对 不 对
所以 到 这 就 够 了
他 并不需要 去 管 你 性状 分离 了 之后
数量 之间 的 关系 是 什么
他 不用 管
你 只要 性状 分离 了 就 可以 是 吧
他 就 认为 杂交 比 自交 要 好
这 就是 达尔文 的 观点
所以 达尔文 虽然 也 做 了 类似 的 实验
但是 他 却 没有 发现 这样 的 规律
也 没有 提出 正确 的 理论
好 那么 孟德尔 并 没有 就此 止步
他 还 做 了 另外 的 一个 实验
我们 称之为 性状 的 自由组合
性状 的 自由组合
说 什么 叫 性状 自由组合 呢
我们 刚才 说 了 这个 豌豆 的 性状 有 好 多种 是 吧
于是 孟德尔 就 想 我 要是 用 两种 性状 进行 观察
会 不会 得到 这个 规律 呢
于是 他 就 选 了
说 有 一种 豌豆 它 是 黄色 的 圆粒 的 豌豆
就 它 这个 种子 颜色 是 黄 的
而且 这个 粒 比较 圆 叫 黄色 圆粒
另外 一种 豌豆 是 绿色 的 而且 是 皱粒 的
绿色 的 皱粒
然后 让 它们 两个 进行 杂交
通过 之前 的 实验 孟德尔 已经 知道 了
黄色 跟 绿色 相比 黄色 是 显性 的
这个 圆粒 跟 皱粒 相比 圆粒 是 显性 的
那么 它们 两个 一 杂交 杂 出来 了 之后
结果 是 什么
应该 是 显性 性状 对 不 对
所以 应该 是 黄色 圆粒
子 一代 都 是 黄色 圆粒 这个 没 问题
然后 这个 子 一代 黄色 圆粒 再 进行 自交
自交 之后 就 出现 了 性状 分离 了
它 一共 出现 了 这么 四种 性状
有的是 黄色 的 圆粒 的 是 吧
有的是 黄色 的 皱粒 的
还 有的是 绿色 的 圆粒 的
还 有的是 绿色 的 皱粒 的
就 分为 这么 四种 情况
而且 如果
孟德尔 去 统计 它们 的 这个 数字 关系 的话
孟德尔 就 发现 了 说 它们 之间
数量 之 比 是 9:3:3:1 ( 笔误 )
有 这么 一个 数量 关系
这是 为什么 呢
孟德尔 说 利用 我 刚才 说 的 那个 理论
我们 也 可以 解释 它
说 这个 黄色 和 绿色 相比
黄色 是 显性 基因 对 吧
所以 黄色 基因 叫 DD 对 吧
圆粒 相对 于 皱粒 它 是 显性 基因 叫 TT
然后 它 和 ddtt 进行 杂交
子 一代 都 是 什么
左边 的 这个 D 配子 拿 一个
右边 的 d 配子 拿 一个 Dd 是 吧
T 拿 一个 t 拿 一个 Tt
那么 因为 它 含有 黄色 的 显性 基因
和 圆粒 的 显性 基因
所以 它 就是 黄色 原粒 的 对 不 对
好 这 是 子 一代 没什么 可说 的
然后 就是 子 二代 进行 自交
在 进行 自交 的 时候
有 可能 会 碰上 D 的 遗传因子
也 可能 碰上 d 的 遗传因子
T 也 可能 t 也 可能
但是 只要 有 D 和 T
你 就是 黄色 原粒 对 吧
所以 第一组
它 实际上 的 基因 情况 是 DxTy
什么 意思 呢
就是 你 只要 有 一个 D 和 一个 T
你 就是 黄色 圆粒 的 对 吧 这是 第一组
第二组 就是 黄色 皱粒
你 只要 有 一个 D 就行了 是 吧
但是 你 是 皱粒
所以 是 两个 t 这是 第二组 对 不 对
第三组 绿色 圆粒 是 什么 意思
就是 绿色 的 基因 都 是 隐性 的 dd
圆粒 的 意思 呢 是 显性 基因 是 这样 的
最后 绿色 皱粒
那 自然 四个 都 是 隐性 的 是不是
就 有 这么 四种 情况
这 四种 情况 就 分别 对应 了 这 四种 性状
是不是 就 这 四种 形状
那么 问题 来 了
你 这个 9 3 3 1 的 关系 又 是 怎么 出现 的 呢
其实 也 很 简单
因为 我们 通过 这个 实验 已经 知道 了
这个 显性 性状 和 隐性 性状 的
这个 性状 分离 的 时候
比例 是 3:1 对 不 对
所以 如果 你 是 黄色 圆粒
你 两个 都 是 显性 性状
你 的 存在 的 比例 是 多少
黄色 的 3:1 那 就是 3/4 是 显性 的
圆粒 3:1 3/4 是 显性 的
所以 出现 两个 都 显性
它 的 概率 就是 (3/4)×(3/4)
等于 9/16 对 吧
那么 黄色 皱粒 呢
黄色 是 显性 的 概率 3/4
皱粒 是 隐性 的 隐性 只 占 1/4
所以 第二种 情况
就 (3/4)×(1/4) 对 吧
它 的 乘积 就是 3/16
第三个 绿色 圆粒 (1/4)×(3/4)
绿色 皱粒 (1/4)×(1/4)
那么 按照 理论 上
它们 的 比例 的确 也 是 9:3:3:1
我 这 写错 了 这 9:3:3:1
我们 写 了 9:3:1:1
然后 孟德尔 根据 这个 规律 又 总结 出 一条
他 说 遗传因子
遗传因子 在 分离 之后 在 形成 配子 的 时候
它 不是 发生 分离 吗
分离 之后 会 自由 的 组合
因为 遗传因子 会 自由组合
所以 才 会 形成 很多很多 种 不同 的
生物 的 这个 性状
那么 这个 规律 就 被 后人 称之为 遗传学 第二 定律
或者 是 孟德尔 第二 定律
从 1856 年 到 1863 年
孟德尔 在 这个 园子 里边 种 了 七年 的 豌豆
在 1866 年 的 时候
他 把 这个 研究成果 写成 了 一篇 论文 发表 了
同时 还 寄给 了 四十个
当时 世界 上 最 著名 的 生物学家
但是 却 没有 任何 一个 人 重视 孟德尔 的 成果
主要 原因 除了 刚才 我们 所说 的
大多数 生物学家 数学 不太好 以外
还有 一个 重要 的 原因
就是 达尔文 的 《 物种 起源 》 刚刚 出版
生物界 的 焦点 在于 进化论 到底 是不是 正确
所以 没有 人 注意 到 孟德尔 同样 重要 的 工作
传说 孟德尔 寄给 达尔文 的 那 篇 论文
达尔文 都 没有 拆开
倒 是 有 一个 生物学家 回 了 孟德尔 一封信
他 说 你 光 研究 豌豆 不行
你 得 多 研究 几种 比如 你 研究 一下 山柳菊
山柳菊 是 我 研究 的 这个 生物
如果 你 山柳菊 也 作出 类似 的 成果 了
我们 就 可以 一 起来 讨论一下 了
这 孟德尔 就 非常高兴 就 用 山柳菊 做 实验
历史 证明 这 绝对 是 一个 馊主意
因为 山柳菊 这种 作物 首先 花 非常 小
人工 杂交 的 这个 难度 非常 大
其次 就是 它 有 的 时候 是 有性生殖
有 的 时候 是 无性生殖
孟德尔 又 做 了 七年 山柳菊 的 实验
结果 以 失败 告终
孟德尔 发表 的 第二篇 论文
就是 承认 山柳菊 的 遗传 规律 和 豌豆 是 不 一样 的
自己 的 理论 可能 存在 缺陷
产生 了 自我 的 怀疑
孟德尔 发表 完 这 两篇 论文 就 不再 研究 生物学 了
直到 1884 年 孟德尔 去世 了
到 那个 时候 人们 还 依然 认为
孟德尔 不过 就是 一个 生物界 的 门外汉
但是 到 了 1900 年 的 时候
有 三位 生物学家
几乎 同时 重现 了 孟德尔 的 研究成果
这个 时候 人们 才 发现 了 孟德尔 的 重要性
再 后来 生物学家 摩尔根 利用 果蝇 做 实验
他 不光 验证 了 孟德尔 的 理论
同时 还 完善 和 发展 了 这个 理论
提出 了 遗传学 第三 定律
也 就是 基因连锁 互换 定律
人们 给 孟德尔 提出 的 这种 遗传因子
起 了 个 新 的 名字 就 叫做 基因
再 后来 人们 发现
基因 其实 是 位于 染色体 的 DNA 上
而 DNA 有 许多 个 碱基对 构成
这些 个 碱基对 的 排列 顺序 就 代表 了 遗传信息
人们 对 遗传 的 认识 终于 进入 到 了 分子 水平
而 这 一切 就 是从 孟德尔 的 豌豆 实验 开始 的
孟德尔 去世 的 时候 绝对 不会 想到
自己 这样 一个 不入流 的 生物 爱好者
死后 居然 能 跟 达尔文 齐名
人们 称 孟德尔 为 遗传学 之 父
从 孟德尔 的 时代 开始 杂交 这个 方法
就 开始 逐步 进入 到 农业 生产 当中 了
比如 有 一种 小麦 它 具有 抗倒伏 的 遗传基因
那有 一种 小麦 它 具有 抗 条锈病 的 遗传基因
我们 就 可以 通过 杂交 的 方式
让 一个 小麦 既 具有 抗倒伏 的 基因
也 能够 具有 抗 条锈病 的 基因
再 经过 选择 和 育种
就 可以 得到 纯种 的 优质 小麦 种子 了
袁隆平 的 杂交 水稻 原理 也 与 此 类似
在 下 一回 我会 继续 为 大家 介绍 杂交 水稻
介绍 袁隆平 是 通过 怎样 的 努力
实现 了 水稻 的 增产
袁隆平 的 杂交 水稻 又 给 中国 和 世界 带来 了 什么
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什么 是 杂交 ?遗传学 之 父 孟德尔 和 他 的 豌豆 杂交 实验
What is hybridization? Mendel, the father of genetics, and his experiments on pea hybridization
¿Qué es la hibridación? Mendel, el padre de la genética, y sus experimentos de hibridación de guisantes
各位 同学 大家 好 我 是 李永乐 老师
在 5 月 22 号 的 时候
著名 科学家 杂交 水稻 之 父 袁隆平 先生 去世 了
Mr. Yuan Longping, the famous scientist and father of hybrid rice, has passed away.
在 哀悼 之 余 很多 小伙伴 给我发 来 私信
In the midst of all this mourning, I've gotten a lot of personal messages from a lot of people.
希望 我 讲 一 讲 杂交 水稻 的 原理
I'd like to talk about the principles of hybrid rice.
我 想 我 就 通过 两期 节目 来 为 大家 介绍 杂交 水稻
I thought I'd introduce you to hybrid rice through two programs.
以 表达 我 对 袁隆平 先生 的 追思
To express my memories of Mr. Yuan Longping.
今天 我们 首先 来讲 一讲 到底 什么 是 杂交
Today we will first talk about what is hybridization?
要说 杂交 我们 就 得 从 一个 奥地利 的 神父 说起
To talk about crossbreeding, we have to start with an Austrian priest
他 的 名字 叫做 孟德尔
His name is Mendel
孟德尔 豌豆 实验
Mendel's pea experiment
是 历史 上 最 著名 的 遗传学 实验
is the most famous genetic experiment in history
在 孟德尔 生活 的 19 世纪 中叶 的 时候
人们 对 遗传 已经 有 了 一点点 的 认识
比如说 人们 已经 可以 区分 像 自交 和 杂交
For example, people can already distinguish between self-breeding and hybridization
虽然 这个 名字 可能 是 后来 人起 的
Although this name may have come from someone later
那个 时代 人们 已经 明白 了
什么 是 自交 什么 是 杂交
什么 意思 呢
我们 知道 很多 植物 它 的 这个 生殖器官 都 是 花
我们 来画 一朵花
好 画 完 了
这个 花 里面 有 什么 呀
花 里边 主要 有 两个 部分
一个 部分 就是 雌蕊
One part is the pistil
这个 雌蕊 它 里边 有 植物 的 卵子
This pistil has plant eggs in it
就 相当于 人 的 这个 卵细胞 一样
同时 它 有 这种 立 起来 的 这个 玩意 叫 雄蕊
雄蕊 是 上面 有 什么 呀
有 花粉
这个 花粉 它 可以 怎么样 呢
相当于 是 这个 植物 的 精子
那么 假如 说 这个 雄蕊 上面 的 花粉
落到 了 这个 雌蕊 上
这个 植物 就 可以 受精
这种 情况 我们 就 称之为 什么
我们 就 称之为 自交
就是 自己 的 雄蕊 上面 的 花粉
落到 了 自己 的 雌蕊 上
然后 它 就 产生 了 种子
这个 过程 就 称为 自交
那么 在 自交 过程 中
这个 遗传物质 是 不会 发生变化 的
这 遗传物质 都 是 你 自己 的
那么 同时 还有 另外 一种 方式
就是 我们 再画 一朵花 这个 花画 好 了
那么 假如 说 有 一株 植物 的 花 它 上面 有 雄蕊
雄蕊 上 的 花粉 因为 风 或者 是因为 虫子 的 原因
这个 花粉 落到 了 另外 一个 植物 的 花 的 雌蕊 上
这个 过程 就 称之为 杂交
它 的 后代 就 继承 了 两颗 植物 的 这个 遗传物质
这 就 称之为 杂交
那么 当时 比较 流行 的 这种 遗传学 的 观点
称之为 融合 遗传
Fusion inheritance
什么 叫 融合 遗传 呢
就是 这个 生命体 它 的 性状 是 有 一种
这个 控制 性状 的 遗传 微粒 构成 的
This genetic particle that controls the trait is made up of
这个 遗传 微粒 在 哪 呢
Where is this genetic particle
在 身体 的 任何 部位
这个 遗传 的 微粒
可以 在 身体 内部 通过 循环系统 移动
当 它 移动 到 生殖细胞 的 时候
When it moves to the germ cell
它 就 存到 了 这个 卵子 或者 存到 了 精子 之中 了
然后 如果 两个 生命体 进行 杂交 的话
它们 的 这些 遗传 微粒 就 可以 融合 到 一块
就 类似 于
你 把 一个 蓝墨水 倒 了 一瓶 水 里面 去 之后
这 蓝墨水 和 水 就 完全 混合 了
但是 按照 融合 遗传 的 观点
很多 问题 是 没有 办法 解释 的
比如说 一个 植物 开 红花 另外 一个 植物 开 白花
它们 两个 如果 进行 杂交 的话
按照 融合 遗传 的 观点
白花 红花 一 混合 应该 是 淡 一点 的 红花
但 实际上 不是 这 样子 的
它 要么 就是 白 的 要么 就是 红 的
没有 淡 一点 的 红花 对 吧
按照 这种 观点
一个 白 兔子 和 一个 黑 兔子
生 下来 的 兔子 应该 是 灰色 的
但 实际上 不是
还 是不是 白 的 就是 黑 的
这 又 是 为什么 呢
那么 当时 的 孟德尔 就 决心 要 解决 这个 观念
他 就 做 了 一个 豌豆 实验
孟德尔 这个 人 他 的 这个 早年 是 比较 不幸 的
年轻 的 时候 家里 边 非常 非常 穷
21 岁 的 时候 被迫 辍学
为了 衣食无忧 就 进 了 修道院
进 修道院 的 目的 就是 为了 吃饱 饭
后来 8 年 之后 在 修道院 也 干得 不错
那个 院长 就 把 他 送 回到 大学 里边 读书
他 就 去 了 这个 维也纳 大学 去 读书
学习 数学 学习 物理 学习 生物
学完 了 之后 两年 之后 他 又 回到 了 修道院
然后 院长 给 了 他 一片 菜地
说 你 可以 随便 种点 什么
结果 他 在 菜地 里边 不 种菜
他 干什么 呢
他 开始 搞 科学实验
就 做 了 这个 豌豆 实验
这个 豌豆 有 很多 很 好 的 特点
比如说 在 这个 豌豆 没有 成熟 的 时候
它 的 这个 花会 紧紧 的 包围住 里边 的 雄蕊 和 慈蕊
Its flower will tightly surround the stamens and pistils inside
所以 它 的 花粉
一定 是 自己 的 雄蕊 的 花粉 落到 自己 的 雌蕊 上
It must be the pollen of one's own stamen that fell on one's own pistil
天然 的 豌豆 一定 是 纯种 的
所以 有 了 这个 特点 之后 想 进行 杂交 也 很 容易
只要 你 在 这个 花 还 没有 成熟 的 时候
你 把 这个 花蕊 给 扒开
扒开 了 之后 你 就 把 这里 边 的 这个 雄蕊 给 去掉
那 它 自己 就 没有 办法 进行 传粉 了 对 不 对
然后 套上 一个套 不让 别的 花粉 过来
等 你 要 进行 人工 杂交 的 时候
你 就 把 你 想要 的 这个 花粉 掰 下来
然后 往 这 抖抖 抖 它 就 可以 传粉 了 是不是
所以 它 就 可以 做 人工 杂交 实验 非常 方便
还有 就是 豌豆 具有 很多 非常容易 观察 的 性状
而 孟德尔 就是 利用 了 这个 特点
做 了 这个 豌豆 的 性状 分离 的 实验
说 什么 叫 性状 呢
有 的 豌豆 它 那个 茎 比较 高 有 一米 多高
有 的 豌豆 茎 比较 矮 就是 30 厘米 左右
这 就 叫 高茎 豌豆 和 矮 茎 豌豆
除了 高茎 和 矮 茎 之外
有 的 豌豆 是 结原粒 种子 的 也 有 结皱 皮 种子 的
Some peas have raw seeds and some have crinkled skin seeds.
有 的 种子 是 黄色 的 还有 种子 是 绿色 的
有 的 豆荚 是 饱满 的 有 的 豆荚 是 不 饱满 的
它 的 花 有 紫色 的 也 有 白色 的
而花 的 位置 有的是 在 顶部 有的是 在 腋下
就 这么 多 容易 区分 的 性状
都 为 研究 豌豆 的 遗传 规律 提供 了 方便
这 孟德尔 就 在 自己 的 菜园子 里边 种 豌豆
然后 研究 它们 的 性状 进行 杂交 实验
他 最 开始 是 先挑 了 纯种 的 高茎 豌豆 高茎 豌豆
还有 矮茎 豌豆
通过 我们 刚才 说 的 那个 去 雄蕊 的 方法 进行 杂交
把 高茎 豌豆 的 雄蕊 去掉
让 矮 茎 豌豆 的 雄蕊 上 的 花粉
滴到 它 的 这个 雌蕊 上
或者 反过来 把 矮 茎 豌豆 的 雄蕊 去掉
把 高茎 碗豆 雄蕊 上 的 花粉
滴 到 这个 矮茎 豌豆 的 雌蕊 上
反正 你 不管怎么 弄
他 发现 这 两个 东西 一 杂交
它 一 杂交 杂交 之后 的 结果 是 什么 呢
就是 子 一代 一定 都 是 高 茎 的 一定 都 是 高 茎 的
就 高 茎 和 矮 茎 杂交 之后 子 一代 都 是 高 茎 的
然后 这个 子 一代 有 了 之后
它 再 利用 子 一代 自交
什么 叫 自交 呢
就是 我 不再 管 你 了
你 就 自己 的 花粉 落到 自己 的 雌蕊 上 就 完 了
它 自交 自交 了 之后
他 发现 这回 就 有意思 了
高茎 的 豌豆 自交 了 之后
就 出现 了 高 茎 和 矮 茎
这个 现象 我们 就 称之为 性状 分离 了
We call this phenomenon separation of traits
而且 通过 计算 他 发现自己 种 的 这些 豌豆 里面
有 787 个 是 高 茎 的 有 277 个 是 矮 茎 的
它们 之间 的 比例 接近 于 3:1 的 关系
就 数量 上 有 3:1 的 关系
为什么 在子 二代 出现 了 性状 分离 现象
而且 还 满足 一个 数字 的 规律 呢
只有 高茎 和 矮 茎 是 这样 吗 其它 性状 行不行 呢
孟德尔 又 把 那个 圆粒 皱粒
Mendel wrinkled that round grain again
这个 黄皮 绿皮
每 一种 情况 都 试验 了 一下
结果 发现 都 有 这种 规律
就是 子 一代 的 性状 都 是 一样 的
到 了 子 二代 就 开始 性状 分离
都 是 这样 一样 的 规律
那么 这个 原因 是 什么 呢
孟德尔 认为 融合 遗传 的 观点 是 不 正确 的
孟德尔 说 首先 生物 的 性状 是 由 谁 决定 的 呢
生物 的 性状 是 由 遗传因子 决定 的
这个 遗传因子 它 有 什么 特点 呢
遗传因子 是 成 对 存在 的
这个 是 孟德尔 最大 的 创造
遗传因子 是 成 对 存在 的
Genetic factors exist in pairs
每 一对 遗传因子 决定 了 一个 性状
比如说 是 高茎 还是 矮茎
比如说 是 黄粒 的 还是 绿粒 的
比如说 花 在 脑袋 顶上 还是 在 腋下
这 是 由 一对一 对 的 遗传因子 决定 的
而且 遗传因子 这 一对 又 分为 显性 和 隐性
显性 和 隐性
如果 这 一对 都 是 显性 的
或者说 有 一个 显性 一个 隐性
它 所 表现 的 特征 就是 显性 特征
如果 这 两个 遗传因子 这 一对 全都 是 隐性 的
它 才 表现 为 隐性 特征
同时 在 这个 生命体 在 形成 配子 的 过程 中
At the same time, in the process of forming gametes in this organism
什么 叫 形成 配子 呢
比如说 这个 植物 产生 了 卵细胞 还有 花粉
这 就 叫 配子
卵细胞 也 叫 配子
花粉 也 叫 配子
它 俩一 结合 就是 受精卵
一个 新 的 生命 就 诞生 了 对 吧
在 形成 配子 的 时候
这个 每 一对
每 一对 这个 因子
每 一对 遗传因子 会 怎么样 呢
会 发生 分离
比如说 你 有 一对 遗传因子
这 一对 遗传因子 分别 进到 了 不同 的 配子 当中
它 就 发生 了 分离
于是 就 有 可能 会 出现 性状 分离
我们 来 解释一下 这个 问题
说 高 茎 和 矮 茎 的 豌豆 是 什么 呢
孟德尔 说
高茎 豌豆 是 显性 基因
矮茎 豌豆 是 隐性 基因
显性 基因 就是 DD
这 一对 是 高茎 豌豆
矮茎 豌豆 叫 dd
都 是 纯种 的
因为 我们 说 过
天然 情况 下 豌豆 都 是 纯种
它拿个 花瓣 把 自己 包 起来 了 是 吧
不 存在 这个 杂交 的 情况
然后 咱们 再 看
高茎 豌豆 形成 配子 的 时候
配子 里 一定 只 含有 D
矮茎 豌豆 形成 配子 的 时候 一定 只 含有 d
但是 配子 相结合 形成 受精卵 的 时候
就是 你 拿 一个 配子
我 拿 一个 配子 对 不 对
所以 咱们 俩一 结合
形成 杂交 的 子 一代
一定 是 含有 Dd
这样 一对 遗传因子 的 对 吧
好 Dd 这样 的 遗传因子 的 这个 高茎 豌豆
它 再次 形成 配子 的 时候 可 就 不 一样 了
有 的 配子 含有 D 有 的 配子 含有 d
然后 它 进行 自交
自交 的 时候 如果 是 两个 D 碰上 了
它 就 会 形成 什么
形成 DD
这 就是 高茎 豌豆 对 吧
如果 一个 D 和 一个 d 碰上 了
那 就是 什么 Dd
如果 一个 d 和 一个 D 碰上 了
你 拿 一个 d 我 拿 一个 D
那 就是 dD
如果 两个 配子 都 是 d
那 就是 dd
而 我们 会 发现
前面 这 三种 情况
每 一种 情况 都 含有 显性 基因 D
所以 都 是 什么 茎
都 是 高茎
而 后面 这种 情况
两个 遗传因子 都 是 隐性 基因
所以 它 就是 矮茎 对 不 对
在 遗传 的 过程 之中
配子 相结合 是 有 几率 的
你 既 可能 会 碰上 D 也 可能 会 碰上 d
碰上 谁 的 概率 相等 是 吧
所以 这样一来
这 四种 情况 的 子 二代 数量 应该 一样 多
因此 高茎 和 矮 茎 的 豌豆 数量 之 比 就是 3:1
你 看 是不是 非常 完美 地
解释 了 这个 性状 分离 的 实验
后人 就 把 孟德尔 所说 的 这些 个 观点
把 它 总结 成 了 一个 定律
也 就 称之为 遗传学 第一 定律
或者 叫 孟德尔 第一 定律
利用 显性 基因 和 隐性 基因 的 观点
能够 解释 很多 问题
比如说 双眼皮 就是 显性 基因
而 单眼皮 就是 隐性 基因
双眼皮 的 父母 有 可能 会 生出 单眼皮 的 孩子
但是 单眼皮 的 父母
是 绝对 不会 生出 双眼皮 的 孩子 的
再 比如说
有 白羊 有 黑羊
那 白羊 就是 显性 基因
黑羊 就是 隐性 基因
所以 两只 白羊 也 有 可能 会 生出 黑羊来
这是 一种 自然现象
其实 类似 的 实验
跟 孟德尔 同时代 的 达尔文 也 做 过
达尔文 用 的 是 报春花 和 金鱼草 花来 做 这种 实验
也 发现 了 一样 的 数量 关系
但是 为什么 达尔文 没有 发现 这个 规律 呢
一来 可能 是因为 达尔文 的 数学 不太好
在 那个 时代
生物学家 普遍 数学 都 不好
没有 几个 像 孟德尔 这样
学了 大学 数学 和 物理 之后
回过头来 又 开始 种 豌豆
没 几个 这样 的 人
所以 达尔文 可能 面对 这些 数字 他 不 敏感
没有 发现 3:1 的 关系
第二个 就是
达尔文 他 的 主要 目的 是 为了 证明 自己 的 进化论
进化论 说 什么 呢
说 生物 的 性状 会 发生变化
然后 由 环境 去 选择
那种 最 适应环境 的 性状 就 可以 保留 下来 对 不 对
然后 达尔文 在 研究 杂交 的 时候 他 就 发现 了
杂交 可以 提供 性状 分离
可以 产生 生物 的 多样性
而 生物 多样性 就是 进化 的 基础 对 不 对
所以 到 这 就 够 了
他 并不需要 去 管 你 性状 分离 了 之后
数量 之间 的 关系 是 什么
他 不用 管
你 只要 性状 分离 了 就 可以 是 吧
他 就 认为 杂交 比 自交 要 好
这 就是 达尔文 的 观点
所以 达尔文 虽然 也 做 了 类似 的 实验
但是 他 却 没有 发现 这样 的 规律
也 没有 提出 正确 的 理论
好 那么 孟德尔 并 没有 就此 止步
他 还 做 了 另外 的 一个 实验
我们 称之为 性状 的 自由组合
Free combination of traits
性状 的 自由组合
Free combination of traits
说 什么 叫 性状 自由组合 呢
我们 刚才 说 了 这个 豌豆 的 性状 有 好 多种 是 吧
于是 孟德尔 就 想 我 要是 用 两种 性状 进行 观察
会 不会 得到 这个 规律 呢
于是 他 就 选 了
说 有 一种 豌豆 它 是 黄色 的 圆粒 的 豌豆
就 它 这个 种子 颜色 是 黄 的
而且 这个 粒 比较 圆 叫 黄色 圆粒
另外 一种 豌豆 是 绿色 的 而且 是 皱粒 的
绿色 的 皱粒
然后 让 它们 两个 进行 杂交
通过 之前 的 实验 孟德尔 已经 知道 了
黄色 跟 绿色 相比 黄色 是 显性 的
这个 圆粒 跟 皱粒 相比 圆粒 是 显性 的
那么 它们 两个 一 杂交 杂 出来 了 之后
结果 是 什么
应该 是 显性 性状 对 不 对
所以 应该 是 黄色 圆粒
子 一代 都 是 黄色 圆粒 这个 没 问题
然后 这个 子 一代 黄色 圆粒 再 进行 自交
自交 之后 就 出现 了 性状 分离 了
它 一共 出现 了 这么 四种 性状
有的是 黄色 的 圆粒 的 是 吧
有的是 黄色 的 皱粒 的
还 有的是 绿色 的 圆粒 的
还 有的是 绿色 的 皱粒 的
就 分为 这么 四种 情况
而且 如果
孟德尔 去 统计 它们 的 这个 数字 关系 的话
孟德尔 就 发现 了 说 它们 之间
数量 之 比 是 9:3:3:1 ( 笔误 )
有 这么 一个 数量 关系
这是 为什么 呢
孟德尔 说 利用 我 刚才 说 的 那个 理论
我们 也 可以 解释 它
说 这个 黄色 和 绿色 相比
黄色 是 显性 基因 对 吧
所以 黄色 基因 叫 DD 对 吧
圆粒 相对 于 皱粒 它 是 显性 基因 叫 TT
然后 它 和 ddtt 进行 杂交
子 一代 都 是 什么
左边 的 这个 D 配子 拿 一个
右边 的 d 配子 拿 一个 Dd 是 吧
T 拿 一个 t 拿 一个 Tt
那么 因为 它 含有 黄色 的 显性 基因
和 圆粒 的 显性 基因
所以 它 就是 黄色 原粒 的 对 不 对
好 这 是 子 一代 没什么 可说 的
然后 就是 子 二代 进行 自交
在 进行 自交 的 时候
有 可能 会 碰上 D 的 遗传因子
也 可能 碰上 d 的 遗传因子
T 也 可能 t 也 可能
但是 只要 有 D 和 T
你 就是 黄色 原粒 对 吧
所以 第一组
它 实际上 的 基因 情况 是 DxTy
什么 意思 呢
就是 你 只要 有 一个 D 和 一个 T
你 就是 黄色 圆粒 的 对 吧 这是 第一组
第二组 就是 黄色 皱粒
你 只要 有 一个 D 就行了 是 吧
但是 你 是 皱粒
所以 是 两个 t 这是 第二组 对 不 对
第三组 绿色 圆粒 是 什么 意思
就是 绿色 的 基因 都 是 隐性 的 dd
圆粒 的 意思 呢 是 显性 基因 是 这样 的
最后 绿色 皱粒
那 自然 四个 都 是 隐性 的 是不是
就 有 这么 四种 情况
这 四种 情况 就 分别 对应 了 这 四种 性状
是不是 就 这 四种 形状
那么 问题 来 了
你 这个 9 3 3 1 的 关系 又 是 怎么 出现 的 呢
其实 也 很 简单
因为 我们 通过 这个 实验 已经 知道 了
这个 显性 性状 和 隐性 性状 的
这个 性状 分离 的 时候
比例 是 3:1 对 不 对
所以 如果 你 是 黄色 圆粒
你 两个 都 是 显性 性状
你 的 存在 的 比例 是 多少
黄色 的 3:1 那 就是 3/4 是 显性 的
圆粒 3:1 3/4 是 显性 的
所以 出现 两个 都 显性
它 的 概率 就是 (3/4)×(3/4)
等于 9/16 对 吧
那么 黄色 皱粒 呢
黄色 是 显性 的 概率 3/4
皱粒 是 隐性 的 隐性 只 占 1/4
所以 第二种 情况
就 (3/4)×(1/4) 对 吧
它 的 乘积 就是 3/16
第三个 绿色 圆粒 (1/4)×(3/4)
绿色 皱粒 (1/4)×(1/4)
那么 按照 理论 上
它们 的 比例 的确 也 是 9:3:3:1
我 这 写错 了 这 9:3:3:1
我们 写 了 9:3:1:1
然后 孟德尔 根据 这个 规律 又 总结 出 一条
他 说 遗传因子
遗传因子 在 分离 之后 在 形成 配子 的 时候
它 不是 发生 分离 吗
分离 之后 会 自由 的 组合
因为 遗传因子 会 自由组合
所以 才 会 形成 很多很多 种 不同 的
生物 的 这个 性状
那么 这个 规律 就 被 后人 称之为 遗传学 第二 定律
或者 是 孟德尔 第二 定律
从 1856 年 到 1863 年
孟德尔 在 这个 园子 里边 种 了 七年 的 豌豆
在 1866 年 的 时候
他 把 这个 研究成果 写成 了 一篇 论文 发表 了
同时 还 寄给 了 四十个
当时 世界 上 最 著名 的 生物学家
但是 却 没有 任何 一个 人 重视 孟德尔 的 成果
主要 原因 除了 刚才 我们 所说 的
大多数 生物学家 数学 不太好 以外
还有 一个 重要 的 原因
就是 达尔文 的 《 物种 起源 》 刚刚 出版
生物界 的 焦点 在于 进化论 到底 是不是 正确
所以 没有 人 注意 到 孟德尔 同样 重要 的 工作
传说 孟德尔 寄给 达尔文 的 那 篇 论文
达尔文 都 没有 拆开
倒 是 有 一个 生物学家 回 了 孟德尔 一封信
他 说 你 光 研究 豌豆 不行
He said you can't just study peas
你 得 多 研究 几种 比如 你 研究 一下 山柳菊
You have to study several kinds of it
山柳菊 是 我 研究 的 这个 生物
如果 你 山柳菊 也 作出 类似 的 成果 了
我们 就 可以 一 起来 讨论一下 了
这 孟德尔 就 非常高兴 就 用 山柳菊 做 实验
历史 证明 这 绝对 是 一个 馊主意
因为 山柳菊 这种 作物 首先 花 非常 小
人工 杂交 的 这个 难度 非常 大
其次 就是 它 有 的 时候 是 有性生殖
有 的 时候 是 无性生殖
孟德尔 又 做 了 七年 山柳菊 的 实验
结果 以 失败 告终
孟德尔 发表 的 第二篇 论文
就是 承认 山柳菊 的 遗传 规律 和 豌豆 是 不 一样 的
自己 的 理论 可能 存在 缺陷
产生 了 自我 的 怀疑
孟德尔 发表 完 这 两篇 论文 就 不再 研究 生物学 了
直到 1884 年 孟德尔 去世 了
到 那个 时候 人们 还 依然 认为
孟德尔 不过 就是 一个 生物界 的 门外汉
但是 到 了 1900 年 的 时候
有 三位 生物学家
几乎 同时 重现 了 孟德尔 的 研究成果
Almost simultaneously reproduced Mendel’s research results
这个 时候 人们 才 发现 了 孟德尔 的 重要性
再 后来 生物学家 摩尔根 利用 果蝇 做 实验
Later, the biologist Morgan used fruit flies for experiments
他 不光 验证 了 孟德尔 的 理论
同时 还 完善 和 发展 了 这个 理论
提出 了 遗传学 第三 定律
也 就是 基因连锁 互换 定律
The law of gene linkage interchange
人们 给 孟德尔 提出 的 这种 遗传因子
起 了 个 新 的 名字 就 叫做 基因
再 后来 人们 发现
基因 其实 是 位于 染色体 的 DNA 上
而 DNA 有 许多 个 碱基对 构成
这些 个 碱基对 的 排列 顺序 就 代表 了 遗传信息
The sequence of these base pairs represents genetic information
人们 对 遗传 的 认识 终于 进入 到 了 分子 水平
People’s understanding of heredity has finally reached the molecular level
而 这 一切 就 是从 孟德尔 的 豌豆 实验 开始 的
孟德尔 去世 的 时候 绝对 不会 想到
自己 这样 一个 不入流 的 生物 爱好者
I am such an infamous creature lover
死后 居然 能 跟 达尔文 齐名
人们 称 孟德尔 为 遗传学 之 父
从 孟德尔 的 时代 开始 杂交 这个 方法
就 开始 逐步 进入 到 农业 生产 当中 了
比如 有 一种 小麦 它 具有 抗倒伏 的 遗传基因
For example, there is a kind of wheat which has genetic genes for lodging resistance
那有 一种 小麦 它 具有 抗 条锈病 的 遗传基因
There is a kind of wheat which has genetic resistance to stripe rust
我们 就 可以 通过 杂交 的 方式
让 一个 小麦 既 具有 抗倒伏 的 基因
也 能够 具有 抗 条锈病 的 基因
再 经过 选择 和 育种
就 可以 得到 纯种 的 优质 小麦 种子 了
袁隆平 的 杂交 水稻 原理 也 与 此 类似
在 下 一回 我会 继续 为 大家 介绍 杂交 水稻
介绍 袁隆平 是 通过 怎样 的 努力
实现 了 水稻 的 增产
袁隆平 的 杂交 水稻 又 给 中国 和 世界 带来 了 什么
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