第一篇第十一章遗传的秘密
孩子像父母似乎是天经地义的事，父母和孩子之间总是有着惊人的相似性。无论身高、
体型、肤色，还是眼皮双单、睫毛长短、鼻翼大小……从子女身上都可以看到父母的影子。
这种父母和子女之间保存着的形态、结构、生理功能、生化反应行为本能等各个方面的相
似性，就叫做遗传。遗传是一种普遍的生命现象，不管你是万物之灵的人类，还是最简单的
噬菌体，只要是生物，都毫不例外地存在着遗传性。由于遗传的存在，所有的生物物种在漫
长的岁月中都保持着相对的稳定性。如几十万年前的山顶洞人和今天的人的模样并没有什么
差别，而四五亿年前的腕足类海豆芽，至今仍未发生显著变化。
子女像父母，但是子女又不完全和父母长得一模一样。即使是孪生子女——双胞胎之间
，都存在着这样或那样的差别。正所谓“龙生九子，各不相同”。因此，父母和子女之
间还存在着不完全一样的地方，也就是说，存在着变异。变异是指父母和子女在形态、结构
、生理功能、生化反应、行为本能等各方面的差异性。遗传学是研究生物的遗传和变异的科
学。说的通俗一点，就是研究生物的相似性和不相似性。子代为什么像亲代?子代和亲代之
间以及子代个体之间为什么既相似又不相似?这期间有什么规律呢?
孩子像父母，但又不完全像父母，通过这个现象，人们发现了什么呢?
奇怪的3∶1
首先发现其中规律的是来自奥地利的神甫——孟德尔。
孟德尔的非凡成就是从种植豌豆开始的。
1853年，孟德尔从维也纳学习归来时带回了一些豌豆种子，并立刻开始了预备试验。经
过几年的预备试验，孟德尔从众多性状中，只选出7对易于区别且能稳定遗传的性状。他最
初进行杂交时，所用的两个亲本(即父本和母本)都只相差一个性状。或者更确切地说，不论
其他性状的差异怎样，他都只把注意力集中在一个清楚的性状差异，或者说一对相对性状。
在豌豆品种中，有开红花的和开白花的。把开红花的植株与开白花的植株杂交，母本豆荚
中结的种子和由这些种子长成的植株为子一代，这个试验中的子一代全部开红花，这些开红
花的子一代白花授粉，所得的种子和它们长成的植株叫子二代。子二代中，除红花植株外，
又出现了白花植株，这种白花植株和亲代的白花植株是一样的。孟德尔对子二代中红花植株
和白花植株分别进行统计分析，发现红花占75％。白花占25％，对其他6对相对性状子二代
的统计分析也得出同样结论。即在单因子杂交的情况下，子二代都出现了3∶1的分离比。
孟德尔对上述现象进行了解释，并设计实验进行验证。验证结果表明，他的假设是正确
的。在上例的子一代中，虽然只表现红花。但白花因子并没有消失，也没有被吞并，经子一
代白交后，子二代白花又重新被分离出来，其比例是红花∶白花=3∶1，这样，孟德尔就得
到了3∶1的遗传规例，并由此确立了遗传的分离规律。
但必须注意，在单因子分析的情况下，子二代中出现3∶1的分离比，反映了生物的分离规
律具有的统计学的性质。该比例的出现是有条件的，并非任何情况下都出现3∶1。如果条件
不能满足，还可能出现1∶2或者1∶1甚至2∶1的分离比；如果找不到3∶1，因此而否定分离
规律，这是不正确的态度。所以我们说，不管分离的形式如何，分离规律的根本
原因是一致的，即分离规律的实质是相对因子(即现代遗传学中的等位基因)的分离，而不是
3∶1，3∶1只是其中之一的表现形式。3∶1的实现的其中之一的条件是子一代只表现一个亲
本性状，即所谓显性完全，子一代未表现的是隐性。现在看来，显隐性关系是相对的，
因依据的标准不同而发生改变，或者受到环境的影响，只有分离现象才有普遍意义。
基因自由组合规律
有一个耐人寻味的笑话在遗传界广为流传。英国大戏剧家萧伯纳一天在公园邂逅一位影
星，寒暄过后，当这位影星知道眼前这位绅士竟是仰慕已久的大名鼎鼎的戏剧家，不禁爱慕
油生，妩媚地挽着萧伯纳的手说：“让我们结合吧，我们的孩子一定有你的聪明和我的美丽
。”萧伯纳幽默地说：“如果生的孩子像你一样愚蠢，像我一样丑陋又该如何呢?”这个故
事生动而形象地说明了孟德尔第二定律——自由组合规律。
不同基因对中基因成员的行为和分配是独立的，这就是基因的自由组合规律，也叫做基因的
自由分配定律。
现在我们用2对性状的遗传规律来叙述自由组合规律。
孟德尔用黄色子叶、圆滑的豌豆和绿色子叶、皱皮的豌豆进行杂交。这里，圆滑皱皮是
一对相对性状，圆滑为显性，皱皮为隐性。黄色与绿色为另一对相对性状，即黄色为显性，
绿色为隐性。
杂交后的子一代和所预测的一样，由于只有显性表现，故所有个体都是黄色圆滑。但在
子1代自花受粉产生的子二代中，则出现了4种不同类型：黄色圆滑、绿色圆滑、黄色皱皮、
绿色皱皮。统计这4种类型的数目，发现它们之间的比率关系为：9∶3∶3∶1。
9∶3∶3∶1这个比率是怎么得来的呢？孟德尔假设：2对相对性状共同遗传时，单就每一对
性状来看，显性与隐性的比率都仍然是3∶1，表明这2对性状的遗传是互不影响的独立事件
既然如此，根据数学上的概率原理，两个独立事件同时发生的概率应当等于每一事件单独发
生时概率的乘积。如果用R代表圆滑，r代表皱皮，Y代表黄色子叶，y代表绿色子叶，在一对
性状遗传时，各种表型的概率分别为：
圆滑3／4，皱皮1／4；
黄色3／4，绿色1／4。
当这两对性状共同遗传时，各种表型的概率应当等于二者的乘积，即：
黄色圆滑的概率=3／4x3／4=9／16；
绿色圆滑的概率=1／4x3／4=3／16；
黄色皱皮的概率=3／4x1／4=3／16；
绿色皱皮的概率=1／4x1／4=1／16。
从这里看出，子二代各种表型的比率恰好是9∶3∶3∶1或(3∶1)2。
按同样道理推断，这两对性状在单独遗传时，各种基因型的比率分别为：1RR∶2Rr∶1rr与1
YY∶2Yy∶1yy。那么，当它们共同遗传时各种基因型的比率就应当是(1∶2∶1)2。
为了弄清子：代各种基因型的分离率是否确实如此，孟德尔又对子三代进行了试验，其结果
仍为1∶3∶3∶1。结果证明了子二代各种基因型的比率与预期一样，完全符合(1∶2∶1)2
。
通过这些试验，孟德尔领悟到9∶3∶3∶1比率的实质性原因是杂种RrYy产生配子时，
两对基因彼此独立地进行分离。R与r分离，各占1／2；Y与y分离，各占1／2。根据两个独立
事件同时发生的概率应当等于它们单独发生时概率的乘积的原理，杂种子一代就应当产生RY
、Ry、rY与ry4种雌雄配子，它们各占1／4。9∶3∶3∶1终于真相大白。
由此，孟德尔提出了自由组合规律，从此以后，人们终于明白为什么亲兄弟姐妹，即使是孪
生子也不会完全相同的原因了。因为人至少又几万对性状，由于决定性状的基因大部分是杂
合子，我们假定杂合基因有1 000对，那么新产生的配子的种类应该是21 000种。那么
所产生的配子几乎不会有两个完全相同的。正是因为基因的自由组合，在后代中产生了形形
色色重组新类型，为自然选择和生物进化提供了极为丰富的原料。
果蝇里发现的秘密
这个秘密的发现者是著名的遗传学家——摩尔根。
大约在1910年5月，在摩尔根的实验室室中诞生了一只白眼雄果蝇，而它的兄弟姐妹
的眼睛都是红色的，它是从哪里来的呢?它可能是用射线照射后突变而来的，也可能是从别
人实验室里产生而继承过来的。这时摩尔根家里正好添了第三个孩子，当他去医院见他妻子
时，他妻子的第一句话就是：“那只白眼雄果蝇怎么样了?”他的第三个孩子长得很好，而
那只白眼雄果蝇却长得十分虚弱，摩尔根把它带回家中，让它睡在床边的一只瓶子里，白
天把它带回实验室。不久他把这只果蝇与另一只红眼雌果蝇进行交配，在下一代果蝇中产生
了全是红眼的果蝇，一共是1 240只。后来，摩尔根让一只白眼雌果蝇与另一只正常的红眼
雄果蝇交配，却在其后代中得到一半是红眼、一半是白眼的雄果蝇，而雌果蝇却没有白眼，
全部雌果蝇都长有正常的红眼睛。
摩尔根对此现象如何解释呢?他说：“眼睛的颜色基因与性别决定基因是结合在一起的
，即在X染色体上。”就像我们现在所说的是连锁的，那样得到一条既带有白眼基因的X
染色体，又有一条Y染色体的话，即发育为白眼雄果蝇。
摩尔根及其同事，学生用果蝇做实验材料，到1925年已经在这个小生物身上发现它有四对染
色体，鉴定了约100个不同的基因，并且由交配实验而确定连锁程度，可以用来测量染色
体的距离。摩尔根也于1911年提出了染色体遗传理论。