师：各位同学，大家好。今天开始我们要学习生物必修 2 的内容，请准备好课本。必修二是遗传与变异的内容，今天先学习第一章第一节孟德尔的豌豆杂交实验。
生活中遗传现象比比皆是，比如同学眼睛像爸爸或妈妈。150 多年前，人们普遍认为遗传方式是融合遗传，即生物体两个亲本的性状杂交后，在后代中混合不见，就像红墨水和蓝墨水混合后找不到原来颜色。按照融合遗传观点，红花豌豆和白花豌豆杂交，子代应是粉红色。但事实是否如此呢？有个人对此很感兴趣，他就是孟德尔。孟德尔出生于奥地利贫苦家庭，自幼聪明好学，21 岁进入修道院做修道士。因聪明好学、勤于思考，被修道院送到维也纳大学学习自然科学和数学，回来后在修道院花园做各种植物杂交实验，用过山柳菊、玉米、豌豆等，其中豌豆让他取得重大突破。八年后，他在学术会议上发表题为《植物杂交实验》的论文，然而因籍籍无名，他提出的分离定律和自由组合定律未获认可，当时融合遗传观点广泛被人认可。孟德尔继续做修道士，1900 年后，三位科学家发现他的论文并加以研究推广，正式提出分离定律和自由组合定律，并把功劳归于孟德尔，尊称他为遗传学奠基人。
刚才提到孟德尔用多种植物做杂交实验，只有豌豆非常成功。豌豆为何是优质实验材料，能让杂交实验取得突破呢？在生物学实验中，选择实验材料很重要。豌豆是两性花，有雌蕊和雄蕊。自然状态下，豌豆是自花传粉植物，雄蕊花粉落到雌蕊柱头上，完成自花传粉，这一过程叫自交。同时，豌豆在自然状态下闭花授粉，花未开放就完成授粉。当然，豌豆也能异花传粉，但因其天然是闭花授粉、自花传粉，所以异花传粉需进行人工操作。人工异花授粉操作步骤如下：
第一步是去雄，即去除雄蕊。选一株植株，由于豌豆闭花授粉，要在花蕾期去雄。去雄后只剩雌蕊，此植株称为母本，用特定符号表示。此时花未成熟，要套上纸袋并轻轻放好，目的是防止外来花粉干扰。
第二步，等花成熟，即雌蕊成熟时，取另一株植株的雄蕊花粉，人为涂抹到刚才的母本雌蕊柱头上。提供花粉的植株称为父本，这一过程就是杂交，用特定符号表示。完成人工异花传粉后，还要再次套袋处理，防止外来花粉干扰。
接下来总结豌豆作为杂交实验材料的优点：
第一，豌豆自花传粉且自然状态下闭花授粉，所以自然状态下一般是纯种，便于做杂交实验。
第二，豌豆花各部分结构较大，便于人工异花传粉，不像山柳菊花小，去雄等杂交操作困难。
第三，豌豆有很多易于区分的相对性状。这里引入相对性状概念，什么是性状呢？比如叶的颜色有黄色和绿色、种皮颜色有灰色和白色、茎的高度有高茎和矮茎，这些都属于豌豆的性状。性状是生物体表现出来的形态特征和生理特性的总称，像种子形状是圆滑还是皱缩、花的颜色是红花还是白花等。同一种生物同一性状的不同表现类型，比如花的不同颜色，就叫相对性状。
我们通过例子看看大家对相对性状的理解，课本第 8 页基础题第一题稍有改编：
第一，身高和体重，显然不是同一性状，不符合相对性状概念。
第二，兔的长毛和短毛，是同一种生物（兔）同一性状（毛的长短）的不同表现，属于相对性状。
第三，猫的白毛和兔的黑毛，不是同一种生物，不符合相对性状概念。
第四，棉花的细绒和长绒，同一性状应是绒的粗细或绒的长短，所以这不是相对性状。
豌豆有很多对相对性状，孟德尔实验时首先选了茎的高矮这一对相对性状。他选高茎花做母本、矮茎花做父本进行人工异花传粉，又考虑矮茎花做母本会否不同，于是用矮茎花做母本、高茎花做父本再做人工杂交实验。如果把高茎花做母本的杂交过程叫正交，矮茎花做母本的过程就是反交，正交和反交是相对的。
孟德尔把父本和母本统称为亲本，用 p 表示。高茎花和矮茎花无论谁做母本进行杂交实验，子一代（用 F1 表示）全是高茎。为什么子一代全是高茎，矮茎消失了吗？若按融合遗传，应是中茎，现在只出现高茎，矮茎去哪了？孟德尔继续实验，让 F1 的高茎种子种下去自花传粉（自交，用特定符号表示），产生子二代（用 F2 表示），发现既有高茎又有矮茎。
孟德尔对这一现象描述如下：一对相对性状（高茎和矮茎）的纯合亲本杂交，子一代显现出来的性状（高茎）就是显性性状，子一代未显现出来的性状（矮茎）就是隐性性状。F1 自交后，F2 中既出现显性性状又出现隐性性状的现象叫性状分离。孟德尔不仅观察现象，还进行数学分析，统计出高茎豌豆 787 株，矮茎豌豆 277 株。这一杂交实验结果是偶然的吗？孟德尔很勤奋，又做了很多其他相对性状的杂交实验，一对一对分析，从简单到复杂找规律。他发现茎的高度、种子形状、子叶颜色等性状，F2 中显性和隐性性状分离数据经统计学分析，比值都接近 3 : 1。孟德尔有了更多疑问：为什么 F1 只出现显性性状（高茎）？为什么 F2 又出现隐性性状，且显性与隐性性状比例接近 3 : 1？这促使孟德尔做更多研究、查阅资料，但当时融合遗传观点无法解释。于是，孟德尔做出大胆猜测和想象，提出假说。