高中生物豌豆种植实验方案.pdf

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豌豆种植方案
——重走孟德尔豌豆杂交试验之路
一、孟德尔何许人也
早年
1822 年 7 月 20 日，孟德尔出生在奥地利西里西亚（现属捷克）海因策道
夫村的一个贫寒的农民家庭里，父亲和母亲都是园艺家（外祖父是园艺工人）。
孟德尔童年时受到园艺学和农学知识的熏陶，对植物的生长和开花非常感兴趣。
1840 年他考入奥尔米茨大学哲学院，主攻古典哲学，但他还学习了数学。
学校需要教师，当地的教会看到孟德尔勤奋好学，就派他到首都维也纳大学去
念书。
1843 年大学毕业以后，年方 21 岁的孟德尔进了布隆城奥古斯汀修道院，
并在当地教会办的一所中学教书，教的是自然科学。他由于能专心备课，认真
教课，所以很受学生的欢迎。后来，他又到维也纳大学深造，受到相当系统和
严格的科学教育和训练，也受到杰出科学家们的影响，如多普勒，孟德尔为他
当物理学演示助手；又如依汀豪生，他是一位数学家和物理学家；还有恩格尔，
他是细胞理论发展中的一位重要人物，但是由于否定植物物种的稳定性而受到
教士们的攻击。这些为他后来的科学实践打下了坚实的基础。孟德尔经过长期
思索认识到，理解那些使遗传性状代代恒定的机制更为重要。
1856 年，从维也纳大学回到布鲁恩不久，孟德尔就开始了长达 8 年的豌豆
实验。孟德尔首先从许多种子商那里弄来了 34 个品种的豌豆，从中挑选出 22
个品种用于实验。它们都具有某种可以相互区分的稳定性状，例如高茎或矮茎、
圆粒或皱粒、灰色种皮或白色种皮等。
孟德尔通过人工培植这些豌豆，对不同代的豌豆的性状和数目进行细致入
微的观察、计数和分析。运用这样的实验方法需要极大的耐心和严谨的态度。
1 : .
他酷爱自己的研究工作，经常向前来参观的客人指着豌豆十分自豪地说：“这
些都是我的儿女！”
8 个寒暑的辛勤劳作，孟德尔发现了生物遗传的基本规律，并得到了相应
的数学关系式。人们分别称他的发现为“孟德尔第一定律”（即孟德尔遗传分
离规律）和“孟德尔第二定律”（即基因自由组合规律），它们揭示了生物遗
传奥秘的基本规律。
豌豆实验
孟德尔开始进行豌豆实验时，达尔文进化论刚刚问世。他仔细研读了达尔
文的著作，从中吸收丰富的营养。保存至今的孟德尔遗物之中，就有好几本达
尔文的著作，上面还留着孟德尔的手批，足见他对达尔文及其著作的关注。
起初，孟德尔豌豆实验并不是有意为探索遗传规律而进行的。他的初衷是
希望获得优良品种，只是在试验的过程中，逐步把重点转向了探索遗传规律。
除了豌豆以外，孟德尔还对其他植物作了大量的类似研究，其中包括玉米、紫
罗兰和紫茉莉等，以期证明他发现的遗传规律对大多数植物都是适用的。
从生物的整体形式和行为中很难观察并发现遗传规律，而从个别性状中却
容易观察，这也是科学界长期困惑的原因。孟德尔不仅考察生物的整体，更着
眼于生物的个别性状，这是他与前辈生物学家的重要区别之一。孟德尔选择的
实验材料也是非常科学的。因为豌豆属于具有稳定品种的自花授粉植物，容易
栽种，容易逐一分离计数，这对于他发现遗传规律提供了有利的条件。
孟德尔清楚自己的发现所具有的划时代意义，但他还是慎重地重复实验了
多年，以期更加臻于完善、1865 年，孟德尔在布鲁恩科学协会的会议厅，将自
己的研究成果分两次宣读。第一次，与会者礼貌而兴致勃勃地听完报告，孟德
尔只简单地介绍了试验的目的、方法和过程，为时一小时的报告就使听众如坠
入云雾中。
结论被埋没
2 : .
第二次，孟德尔着重根据实验数据进行了深入的理论证明。可是，伟大的
孟德尔思维和实验太超前了。尽管与会者绝大多数是布鲁恩自然科学协会的会
员，其中既有化学家、地质学家和生物学家，也有生物学专业的植物学家、藻
类学家。然而，听众对连篇累牍的数字和繁复枯燥的论证毫无兴趣。他们实在
跟不上孟德尔的思维。孟德尔用心血浇灌的豌豆所告诉他的秘密，时人不能与
之共识，一直被埋没了 35 年之久！
豌豆的杂交实验从 1856 年至 1864 年共进行了 8 年。孟德尔将其研究的结
果整理成论文《植物杂交试验》发表，但未能引起当时学术界的重视！其原因
有三个。
第一，在孟德尔论文发表前 7 年（1859 年），达尔文的名著《物种起源》
出版了。这部著作引起了科学界的兴趣，几乎全部的生物学家转向生物进化的
讨论。这一点也许对孟德尔论文的命运起了决定性的作用。
第二，当时的科学界缺乏理解孟德尔定律的思想基础。首先那个时代的科
学思想还没有包含孟德尔论文所提出的命题：遗传的不是一个个体的全貌，而
是一个个性状。其次，孟德尔论文的表达方式是全新的，他把生物学和统计学、
数学结合了起来，使得同时代的博物学家很难理解论文的真正含义。
第三，有的权威出于偏见或不理解，把孟德尔的研究视为一般的杂交实验，
和别人做的没有多大差别。
孟德尔晚年曾经充满信心地对他的好友，布鲁恩高等技术学院大地测量学
教授尼耶塞尔说：“看吧，我的时代来到了。”这句话成为伟大的预言。直到
孟德尔逝世 16 年后，豌豆实验论文正式出版后 34 年，他从事豌豆试验后 43 年，
预言才变成现实。
守得云开见月明
3 : .
随着 20 世纪雄鸡的第一声啼鸣，来自三个国家的三位学者同时独立地“重
新发现”孟德尔遗传定律。1900 年，成为遗传学史乃至生物科学史上划时代的
一年。从此，遗传学进入了孟德尔时代。
通过摩尔根、艾弗里、赫尔希和沃森等数代科学家的研究，已经使生物遗
传机制——这个使孟德尔魂牵梦绕的问题建立在遗传物质 DNA 的基础之上。
随着科学家破译了遗传密码，人们对遗传机制有了更深刻的认识。人们已
经开始向控制遗传机制、防治遗传疾病、合成生命等更大的造福于人类的工作
方向前进。然而，所有这一切都与圣托马斯修道院那个献身于科学的修道士的
名字相连。
其他方面成果
除了进行植物杂交实验之外，孟德尔还从事过植物嫁接和养蜂等方面的研
究。此外，他还进行了长期的气象观测，他生前是维也纳动植物学会会员，并
且是布吕恩自然科学研究协会和奥地利气象学会的创始人之一。
潘老师总结：以上材料中有很多的名词以及科学术语大家还不明白，因此
前期种植实验，我们只需要知道如何进行种植豌豆以及如何进行豌豆杂交有一
定的了解即可。PS：孟德尔是我非常崇敬的一位科学家，将学科融合进行实验
研究，更加体现出了科学的魅力！
二、实验过程
：豌豆（种皮绿色、种皮紫色）

4 : .

特点：自花闭花授粉植物；有多个稳定、可区分的性状（指外观）；豆荚
便于计数统计

种豌豆先要找一个花盆，花盆已经准备好了
1）首先用冷水将豌豆浸泡一天一夜（有人说也可以用温水，但我是用冷水
泡的，自觉保险一些，水不要接太多，刚刚没过就好，不然会把豌豆闷死）。
2）在看到豌豆的小白芽后，就可以埋到土里了，埋 3—5 厘米，埋太浅浇
水的时候会把种子冲出来。
3）埋好后就该浇水了，第一次浇水一定要浇透，也就是要浇得花盆底下的
洞里滴出水来。之后一直到收获，只要一看到土变干了就浇水。
4）之后就等它发芽，大概 3—7 天就发芽了，样子很萌，等豌豆长到 20 厘
米左右的时候就在它旁边插根竹棍，引它向上爬（因为豌豆长高了立不稳，会
搭在花盆上）。
5）从这时起，每隔十天浇一次肥水，一定要兑稀一点，不然会把豆苗烧死。


6）这时候的豆苗一天一个样，到了
它打花苞的时候，肥水可以交的密一点，
具体隔多久浇一次，就要看豆苗的状况
5 : .
了。
7）长出花苞就可以进行右图操作
7）开花后花期一般只有 2—3 天左右，因为豌豆是自花授粉，所以在开花
之前就应该进行杂交了（去雄-套袋-人工授粉-套袋）。
8）花谢后就结豆荚了，这时候的豌豆是最娇气的，要好好呵护。
9）打豆荚的时间会比较长，具体多久要看豆苗的发育状况了，当豆荚里的
豆子和种子差不多大的时候，在等一星期就可以收获了。


三、实验分析
研究性状 第一次计数 第二次计数
个数 比例 个数 比例
1 紫色
豆荚颜色 绿色
2

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4

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四、学习感悟

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