课本里的科学家｜孟德尔：用豌豆揭开遗传密码

在19世纪的一座修道院花园里，他种下近三万株豌豆，手工授粉、记录数据；通过八年实验，他总结出遗传的分离定律和自由组合定律，却因观点超前被埋没34年。他，就是格雷戈尔·孟德尔，用豌豆为人类打开了理解生命遗传的大门。

格雷戈尔·孟德尔

19世纪奥匈帝国科学家

现代遗传学奠基人

他在布尔诺的圣托马斯修道院

通过豌豆杂交实验

揭示了生物遗传的基本规律

人教版高中语文必修上册

《喜看稻菽千重浪——

记首届国家最高科技奖获得者袁隆平》

一文中

提到孟德尔的遗传学理论

为后世作物育种奠定了科学基础

他的故事不仅是生物学史上的经典

更是科学精神与执着探索的象征

修道院里的科学萌芽

格雷戈尔·孟德尔，原名约翰·孟德尔，1822年7月20日出生于奥匈帝国海因岑多夫（今捷克共和国赫尼采）的一个农民家庭。他的父亲安东·孟德尔擅长果树嫁接，母亲罗西娜则操持家务。孟德尔在田间地头长大，从小便对植物的生长与变异充满好奇。

由于家境贫寒，孟德尔的求学之路并不顺畅。他先后在莱普尼克和特罗保读小学和中学，成绩优异，尤其擅长数学和自然科学。1840年，他进入奥洛穆茨哲学院学习哲学和物理学，却因贫病交加一度辍学。妹妹特蕾西娅甚至拿出自己的嫁妆资助他完成学业。

1843年，为摆脱经济困境并继续进修，孟德尔进入位于布尔诺的圣托马斯修道院，取教名“格雷戈尔”。这座修道院不仅是宗教场所，更是摩拉维亚地区的学术中心，许多修士从事植物学、气象学等研究。孟德尔在此获得了安静的环境与充足的科研时间。

在修道院推荐下，孟德尔前往维也纳大学深造，师从物理学家克里斯蒂安·多普勒、植物学家弗兰兹·翁格和数学家安德烈亚斯·冯·埃廷斯豪森。这段经历深刻影响了他的科学思维：多普勒教会他实验设计，翁格启发他对植物遗传与进化的思考，而埃廷斯豪森的数学课程为他日后用统计方法分析遗传数据打下基础。

1853年，孟德尔回到布尔诺，在当地学校担任代课教师。他先后研究过老鼠、蜜蜂等生物，但因宗教伦理限制和实验条件不便，最终选择了豌豆——这种植物易于栽培、花器明显、自花授粉且性状稳定，是研究遗传规律的理想材料。

八年耕耘，揭示遗传定律

1856年，孟德尔在圣托马斯修道院的花园中正式启动豌豆杂交实验。他从34个豌豆品种中筛选出22个纯系，最终聚焦于7对易于区分的性状：种子形状（圆粒/皱粒）、子叶颜色（黄色/绿色）、种皮颜色（灰色/白色）、豆荚形状（饱满/皱缩）、豆荚颜色（绿色/黄色）、花的位置（腋生/顶生）和株高（高茎/矮茎）。

孟德尔研究的豌豆七种性状的对比表型图 图片来源：“科普中国”公众号

实验设计极为严谨。为防止自然杂交，孟德尔手工为每朵花去雄，再用毛笔蘸取父本花粉授粉，并套上纸袋隔离。八年时间里，他培育了超过2.8万株豌豆，记录了每一代的性状表现，并运用数学方法进行统计分析。

1865年，孟德尔在布尔诺自然历史学会两次报告实验结果，提出“遗传因子”（后称基因）控制性状的观点，并总结出两大遗传定律：

分离定律：生物体的成对遗传因子在形成配子时彼此分离，进入不同生殖细胞。

自由组合定律：控制不同性状的遗传因子在遗传过程中互不干扰，独立分配。

例如，他将纯种紫花豌豆与白花豌豆杂交，子一代全部开紫花；子一代自交后，子二代中紫花与白花的比例接近3:1。这表明白花性状并未消失，而是以“隐性”方式传递。

孟德尔还通过正反交实验证明父母本对子代遗传贡献均等，驳斥了当时流行的“先成论”。他指出：“新胚胎的形成必然源于雌雄两种生殖细胞内遗传‘因子’的完全融合。”

1866年，孟德尔将研究成果整理成《植物杂交实验》论文，发表于《布尔诺自然历史学会会刊》。然而，这一划时代的成果在当时并未引起重视。直到1900年，荷兰的德弗里斯、德国的科伦斯和奥地利的切尔马克三人独立重现孟德尔的发现，其价值才被科学界公认，标志着现代遗传学的诞生。

身后的沉寂与科学的回响

孟德尔晚年转向气象学和养蜂研究，仍坚持每日记录气温、气压，并设计蜂王交配笼，培育高产蜂种。1884年1月6日，他因慢性肾病逝世，享年61岁。当地报纸在讣告中称他为“摩拉维亚经验最丰富的养蜂人之一”，而非遗传学家。

孟德尔的养蜂场，1909年（左）及近年（右） 图片来源：孟德尔博物馆

更令人痛心的是，他去世后，修道院新任院长安瑟姆·兰布塞克下令焚毁其大量手稿和实验记录。数千页未发表的研究——包括对山柳菊、紫茉莉等十多种植物的杂交数据——化为灰烬。我们永远无法得知他还有哪些未竟的发现。

然而，科学终将证明真理。随后的数十年间，孟德尔的遗传理论得到了进一步验证和发展。1910年代，美国遗传学家托马斯·亨特·摩尔根通过果蝇实验，不仅证实了孟德尔定律，还发现了基因连锁现象。1953年，沃森和克里克发现DNA双螺旋结构，从分子层面揭示了遗传的物质基础。

2025年4月，中国农业科学院深圳农业基因组研究所程时锋团队与英国约翰英纳斯中心合作，在《自然》发表论文，首次在分子层面完整解析孟德尔豌豆七对性状的基因机制，证实其定律的普适性。从修道院花园到现代实验室，孟德尔的遗产仍在推动科学前进。

正如他生前预言：“我的时代终将到来。”今天，孟德尔定律已成为生物学教材的基石，他的豌豆实验仍是科学方法的典范——用严谨、耐心与智慧，揭开自然最深层的秘密。

参考文献：

1. “科普中国”公众号.跨越时空的科学对话：现代科学解160年前的遗传学密码

2. “科学大院”公众号.他的论文被蓄意焚毁，还被指控“捏造数据”，如今却成为教科书上的经典

3. “中国科学报”公众号.中国学者领衔国际合作，揭开孟德尔豌豆百年谜题！

4. “新京报”公众号.时隔160年，我国科学家解开孟德尔“豌豆之谜”

5. “数字北京科学中心”公众号.资讯动态丨科学时光机：遗传学之父——孟德尔与他的豌豆实验

6. “人民网”公众号.时隔160年！孟德尔豌豆遗传学“未解之谜”被揭开

制作：北京市科协融媒体中心