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思政映射点： 科学精神，勤奋进取，开拓创新，前沿引领
学科： 遗传学
相关知识点： 孟德尔与遗传学基本定律
素材简介： 该素材主要介绍遗传学之父孟德尔在修道院的花园里，用了8年时间，种了数万棵豌豆植株，观察统计了近40万颗种子，最终揭示出遗传学基本定律的过程；引导学生明白任何一个科学进展的取得都需要坚韧不拔的意志，从而培养学生用辩证的方法思考问题、用科学的方法解决问题的能力，以及严谨求实的科学态度和持之以恒的探索精神。
1843年10月，奥地利布隆的奥古斯汀修道院来了一位西里西亚小伙子，他个头不高，体型偏胖，戴着一副金边眼镜。他自称对信仰不感兴趣，但他有旺盛的求知欲，动手能力非常强，是位天生的园艺家。谁也没有料到，日后这位修士就是在这个修道院的花园里，通过研究豌豆，奠定了现代遗传学的基石。他就是现代遗传学之父——孟德尔。
图1 孟德尔
当时的欧洲，育种学蓬勃发展。起初，孟德尔收集了34个品系的豌豆，热衷于筛选出纯种优良品系。但在实验的过程中，他逐步把重点转向了探索遗传规律。孟德尔培养纯育植株时选用了七种纯育性状：种子形状、种子颜色、豌豆花颜色、豌豆花位置、豆荚颜色、豆荚形状和植株高度。他发现纯种豌豆植株的不同性状可以遗传，并且每种性状至少会出现两种变异体。为了揭示生物遗传的奥秘，孟德尔意识到繁育杂合体的重要性，也十分清楚这项研究对于阐明“有机体进化历史”的深远意义。出人意料地，在短短的两年时间内，孟德尔就构建出了一整套可满足研究需求的植株杂交实验模型。
1857年夏末，孟德尔记录下了第一批杂交豌豆的花色。当豆荚成熟后，他又逐一将种子的性状统计在案。此时孟德尔又突发奇想，将某些杂合体进一步杂交，构建出“杂合体的杂合体”，深入研究性状的传递规律。按照这个模式，整个豌豆杂交实验持续了整整8年。他终日沉浸在播种、授粉、采摘、剥荚和计数的工作里，周而复始，笔记本上满是各种表格，记录着成千上万次的杂交实验数据。整个过程极度枯燥乏味，同时也是一项高强度体力劳动。1857—1864年间，孟德尔分析了包括2.8万株植物、4万朵鲜花和近40万颗种子的杂交数据，终于揭示了遗传学分离定律及自由组合定律，敲开了遗传学领域的大门。
1865年，孟德尔的研究成果发表在名不见经传的《布隆自然科学协会学报》上。遗憾的是，也许是因为当时达尔文的进化论太热，大家更多地关注进化和变异；也许是因为这项成果仅仅是一个默默无闻的民间科学家在修道院里数豌豆得出来的；也许是因为依据实验统计数据得出具有颠覆意义的自然法则的思维太超前……这项里程碑式的研究成果被长期埋没。直到1900年，孟德尔辞世16年后，他的遗传学基本定律才被三位学者独立地“重新发现”，开启了生命科学史上的一个新纪元。
孟德尔的科学发现，一方面离不开他坚韧、勤奋的科研品质；另一方面也得益于他使用了科学的方法来解决问题。他巧妙地选择了自花授粉、相对性状明显的豌豆作为实验材料；从纯育到杂交、从一对到多对性状逐步展开实验；合理提出假设并设计实验，通过统计学方法分析结果来进行验证。正是这种科学的研究方法和严谨求实的科学态度帮助孟德尔揭示了具有划时代意义的遗传学分离定律和自由组合定律，奠定了现代遗传学的基础。
遗传学之父孟德尔用了8年时间来揭示遗传学基本定律，这让我们明白，任何一门学科，每一步进展的取得，都需要有坚忍不拔的意志，需要用辩证的方法思考问题、用科学的方法解决问题，需要严谨求实的科学态度和持之以恒的探索精神。
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［3］SMÝKAL P, VARSHNEY R, SINGH V, et al．From Mendel's discovery on pea to today's plant genetics and breeding: Commemorating the 150th anniversary of the reading of Mendel's discovery [J]．Theoretical and Applied Genetics, 2016，129（12）: 2267-2280．
（李慧，基础医学院，组织胚胎学与遗传发育学系，副研究员）