师：同学们，大家好。从今天这节课开始，由我带领大家学习高中生物必修2《遗传与进化》模块。我们先来看看这个模块的内容。本模块共有7个章节：第一章“遗传因子的发现”，即孟德尔发现的两大遗传定律；第二章“基因和染色体的关系”，包含减数分裂和受精作用，从细胞水平揭示遗传规律；第三章和第四章是“基因的本质”与“基因的表达”，从分子水平揭示遗传规律；第五章和第六章涉及基因突变、基因重组、染色体变异等生物变异内容及其在实践中的应用；最后一章是现代生物进化理论和物种形成相关内容。通过本模块学习，我们将理解生命的延续和发展，认识生物界与生物多样性，形成生物进化的观点。
今天我们先学习第一部分“孟德尔的豌豆杂交实验（一）”。上课前，老师提个问题：让一株红色牡丹和一株白色牡丹杂交，子代是什么颜色？要是让一只黑色的羊和一只白色的羊杂交，子代又是什么颜色？同学们可能觉得，牡丹子代是粉红色，羊子代是灰色。
以前人们认为，两个亲本杂交，遗传物质在子代发生混合，就像红墨水和蓝墨水混合，子代呈现介于两个亲本之间的性状，且一旦混合就无法分离，这种观点叫融合式遗传。那这种想法对吗？又是谁揭示了遗传的奥秘呢？下面我们来认识遗传学奠基人孟德尔。他生活在19世纪中期的奥地利，是修道院的修道士，用科学方法和创新思维揭示了两大遗传定律，做出超越时代的伟大成就，奠定了遗传学基础。
关于孟德尔生平，同学们感兴趣可查阅课本或相关资料。这里老师强调两点：第一，孟德尔曾在维也纳大学学习自然科学和数学，这对他后来采用数学统计方法揭示遗传规律至关重要；第二，孟德尔做杂交实验用了玉米、山柳菊、豌豆等植物，其中豌豆最成功。老师的问题是，为什么豌豆作为遗传学实验材料最容易成功？它有哪些优点？我们就从这个问题展开。
豌豆作为遗传学实验材料有诸多优点，首先它是自花传粉且闭花授粉植物。初中我们学过花的构造，豌豆花的花蕊包括雄蕊和雌蕊，雄蕊产生花粉，内有精子；雌蕊提供卵细胞。自花传粉就是雄蕊产生的花粉落到自己这朵花雌蕊的柱头上，完成传粉和受精。豌豆花特殊之处在于不仅自花传粉，还闭花传粉，即花未开时内部就已完成传粉，避免了外界花粉干扰。所以一般情况下，豌豆都是纯种，也就是豌豆通常进行自交，很少杂交。
要是希望两个不同品种的豌豆花杂交该怎么做呢？这就涉及豌豆的另一个优点——花比较大。我们可以采取人工异花授粉的办法，具体过程如下：第一步，在花成熟前去掉所有雄蕊，这一步叫去雄。同学们思考一下，为什么要去雄呢？因为豌豆是自花传粉植物，为避免自花传粉，所以要去雄。去雄后这朵花只剩雌蕊，接着进行套袋处理，使这朵花与外界隔开，防止其他花粉干扰。等花成熟后，收集其他花的花粉，授到这朵花雌蕊的柱头上，完成人工授粉。最后再套袋，避免后续其他花粉干扰。概括来说，人工异花授粉需经过去雄、套袋、授粉、再套袋这几个步骤。
这是豌豆作为遗传学实验材料的第一个优点，它还有其他优点，比如豌豆有许多易于区分的相对性状。什么是相对性状呢？老师举两个例子，豌豆茎的高度有两种表现类型，一种高1.5 - 2米，一种矮只有0.3米，这就是一对相对性状；豌豆种子形状有圆滑的圆粒和皱缩的皱粒，这也是一对相对性状。像这样同一种生物同一性状的两种不同表现类型，就叫相对性状。
下面通过几个实例，让同学们加深对相对性状的理解。请同学们看，下列性状属于相对性状的是：A.人的身高与体重；B.兔的长毛与短毛；C.猫的白毛与蓝眼；D.棉花的细绒与长绒。同学们思考一下，有答案了吗？正确答案是B选项兔的长毛与短毛。根据相对性状定义，同一种生物是兔子，同一性状都是毛，两种表现类型是长和短。这里有个干扰项D，棉花的细绒与长绒，虽然都关于棉花的绒，但细应对应粗，长应对应短，所以它是两对相对性状，同学们明白了吗？从这里可以看出，相对性状强调的是生物某一个方面的特征，一般不要把不同方面特征放在一起类比。
有了这么好的实验材料，孟德尔的杂交实验是如何开展的呢？孟德尔发现豌豆有很多相对性状，不可能同时观察，所以他选取其中一对相对性状进行观察，这就是一对相对性状的杂交实验。他选取了高茎和矮茎，让纯种高茎豌豆和纯种矮茎豌豆杂交，惊奇地发现，无论谁做父本和母本，子一代表现型都是高茎，矮茎去哪了呢？他带着疑惑，让子一代高茎豌豆自交，结果子二代不仅有高茎，矮茎又出现了。为什么矮茎又出现了呢？说明矮茎性状在传递过程中没消失，只是和高茎性状在一起时没体现出来。孟德尔把子一代体现出来的高茎性状称为显性性状，把子一代没体现出来的矮茎性状称为隐性性状，把子二代同时出现显性和隐性性状的现象称为性状分离。
孟德尔没有停留在对实验现象的简单观察和描述上，他采用数学统计方法对子二代高茎和矮茎进行统计，得到787株高茎，277株矮茎，接近于3:1。这是偶然的吗？其实孟德尔做了7对性状的杂交实验，仔细观察会发现，任何一类相对性状到子二代时，性状分离比都接近3:1，这是为什么呢？
通过这个杂交实验，我们和孟德尔一样发现了一些疑惑的问题，梳理一下：第一，子一代全是高茎，为什么没有矮茎？第二，为什么子二代中矮茎又出现了？第三，子二代中3:1的性状分离比是偶然的吗？如果同学们是孟德尔，遇到这些问题会怎么解释呢？