基因是一种连串排列在染色体上的遗传物质，是生物遗传物质的最小功能单位，每个基因都携带着生物某一特征的信息。各种各样的基因在染色体上都有各自特定的位置。每个基因由不同排列顺序的许多核苷酸组成。基因控制蛋白质的制造过程，不同的基因只对不同的蛋白质起作用。
性状遗传
每个生物体的性状都取决于它所携带的基因。在有性繁殖生物中，每个生物个体都是两性细胞结合的产物，在结合过程中，性细胞提供各自的基因。其结果是产生出一个组合体，该组合体在很大程度或很小程度上显示出前辈的特征。
显性基因与隐性基因
生物体的每一个性状都是由从它的亲代那里获得的两个基因决定的，这些基因中有些是显性的，有些是隐性的。显性基因是指那些生物体内只要有它存在就总是呈现出它所控制的性状的基因。隐性基因是指当与显性基因同时存在时，其性状会被掩盖的基因。只有当生物体内没有相应的显性基因时，隐性基因控制的性状才会表现出来。
DNA结构
DNA分子由两条平行的链组成，两条链互相绕成螺旋状，称为双螺旋。每条链都由称为脱氧核糖的糖分子与磷酸在交替连接而成。每个脱氧核糖分子又与称为核苷酸的分子相连。两条链是核苷酸基之间的化学键联结钮合的。核苷酸基共有四种：腺嘌呤、胞嘧啶、鸟嘌呤、胸腺嘧啶。DNA分子中，核苷酸基只能以特定方式连结：腺嘌呤只与胸腺嘧啶接合，而胞嘧则只与鸟嘌呤接合。
基因突变
染色体上的基因结构或基因组合的突然改变称为突变。突变的结果可能造成植物和动物外观与行为等方面的改变。生物体内的任何一个细胞都可能发生突变，其中以发生在生殖细胞上的突变影响最大，因为其所造成的突变物质会延续到下一代。大部分的突变都是有害的，会造成植物或动物在发育初期死亡。但是有些突变是有利的，而且会代代相传。这就是生物发生进化的一种方式。经过突变的植物或动物个体，称为突变体。
遗传定律
分离规律、独立分配规律和连锁遗传是遗传学的三大基本规律。分离规律是遗传学中一个最基本的规律。它阐明了控制生物性状的遗传物质是以自成单位的基因存在的。独立分配规律在分离规律基础上，进一步揭示了多对基因间自由组合的关系，解释了不同基因的独立分配和自然界生物发生变异的重要来源之一。所谓连锁遗传定律，是指原来为同一亲本所具有的遗传性状。在子代中常常有连在一起遗传的倾向。
四、进化
人类自从开始研究自然就注意到，生物的身体构造都非常适合它们的生活方式。如鸟喙的形状很适合啄食种子，而牛羊的嘴则适合咀嚼草类。物种的这些差异并不是专门制造出来的，而是物种逐渐演变的结果，这种演变过程就叫作进化。据估计，曾在地球上生活过的物种可能多达3亿～10亿。这么多的物种从无到有，从少到多，从简单到复杂，从低等到高等，一批又一批地进行着自然界新陈代谢的进化过程。
进化的理论
数千年多，人们对众多生物的来源迷惑不解，提出了种种解释，最终认识到生物是通过不断进化而来的。早在两千多年前，亚里士多德就观察到动物进化得愈高级，它的生理机能也就愈高级。然而，直到拉马克在1809年发表了《动物学哲学》一书，提出了他的进化学说，才奠定了现代进化论最初的基础。最重要的阐明生物进化的理论则是19世纪达尔文的自然选择学说。
达尔文学说
19世纪中叶，达尔文创立了科学的进化论，唯物地阐明了生物进化的机制，他的自然选择学说的主要内容包括过度繁殖、生存竞争、遗传变异、适者生存。随着遗传学和生态学等现代生物科学的发展和深入到生物进化理论的研究，达尔文的进化理论得到不断完善和发展，形成了以自然选择学说为基础的现代生物进化理论。
进化的证据
生物进化论的证据首先是化石。科学家通过对化石生物与后来的生物进行对比，找出其进化的证据。另一个证据是通过对不同动物相应器官的对比，如人的手和鸟类的翅膀，虽然表面不一样，但结构和起源却相同，来说明人和鸟类在远古时代有共同的祖先。此外，还可以通过对不同生物的胚胎进行研究，找出它们在发育学上的共同祖先和依据。
化石
化石是动物或植物死亡后的残体经过长时间而没有腐烂，数年后成为地壳的一部分。有的化石是机体自身完好的保存，有的是在沉积岩中的印模，有的是生存时留下的痕迹。到目前为止，已发现的化石有几百万种，大部分是海中生物的化石。通过研究这些化石，科学家可以逐渐认识遥远的历史时期生物的形态、结构、类别，可以推测出亿万年来生物起源、进化、发展的过程，还可以恢复漫长的地质历史时期各个阶段地球的生态环境。
化石的形成
古代生物的种类很多，并不是所有的生物都能保存下来变成化石，化石的形成需要一定的地质条件。古生物被泥沙掩埋后，遗体中坚硬的部分如外壳、骨骼、枝叶等与包围在周围的沉积物一起经过石化变成了石头。动物的粪便和脚印在特定的条件下也能成为化石。
生存竞争
生存竞争包括种间竞争、种内竞争、对环境的竞争三种情形。种间竞争指不同种生物之间的竞争，如一种生物以另一种生物为食；种内竞争指同种生物为抢夺食物而竞争，如当草很少时，动作慢的兔子就吃不到草；对环境的竞争指有的生物具有能适应恶劣环境的优势。
适者生存
在三种竞争关系中，种间竞争最为激烈，这是因为同种生物间的需求完全一致。在同种生物间，同性之间又有着非常激烈的争夺配偶的现象。一般情况下，生物繁殖产生的新个体数量很多，常常超过环境所能容纳的程度，过度的繁殖就会引起竞争现象。竞争的结果，使得某些适宜生存的个体成为环境的适者。
五、进化史及分类
目前世界已知13万种古生物物种，已知200多万种现生物种。面对如此多的物种科学家们不但要研究古生物的年代、特征，还要给现生生物命名、分类，并弄清新旧物种间的进化、繁盛情况。
地质年代的划分
地质年代通常有两种划分方法。一种是用同位素方法来计算岩层的年龄，被称为绝对地质年代，用距今几百年、几千万、几亿年等表示。另一种方法是依据地质、岩石、古生物和古地磁等方法来确定地层的先后顺序，将地质历史划分为若干阶段或时期，称作相对地质年代，根据不同的时间间隔分别用宙、代、纪、世等单位表示。
标准化石
在众多的古物类中，有些门类在反映地质年代上非常“灵敏”，被科学家们称作“标准化石”，它们被用作划分地层时间时往往起主导作用。例如三叶虫，它们只生存在古生代，而且演化明显，在古生代不同时期中都有各具特色的属种代表，是著名的标准化石。
太古宙（40亿～25亿年前）
细菌和藻类出现，最早的生命现在大约3.8亿年前左右，代表化石：细菌化石。
元古宙（25亿～5.7亿年前）
蓝藻和细菌开始繁盛，无脊椎动物出现，代表化石：蓝藻化石。
古生代
寒武纪（5.7～5.1亿年前）
大量多细胞生物快速出现，最繁荣的生物是节肢动物三叶虫，代表化石三叶石化石。
奥陶纪（5.1～4.38亿年前）
淡水无颌鱼出现，代表化石：无颌鱼化石。
志留纪（4.38亿～4.1亿年前）
有颌鱼类出现，代表化石：有颌鱼类化石。
泥盆纪（4.1～3.55亿年前）
脊椎动物飞跃发展，硬骨鱼出现。代表化石：硬骨鱼化石。
石炭纪（3.55～2.9亿年前）
蟑螂、蜻蜓类等陆上昆虫繁盛。代表化石：古昆虫化石。
二叠纪（2.9～2.5亿年前）
两栖动物繁荣，裸子植物出现。代表化石：两栖动物和裸子植物化石。
中生代
三叠纪（2.5亿～2.05亿年前）
最早的恐龙出现并繁荣，最早的哺乳动物出现并发展。代表化石：恐龙化石。
侏罗纪（2.05亿～1.35亿年前）
恐龙的鼎盛时期，鸟类出现。代表化石：恐龙和始祖鸟化石。
白垩纪（1.35～0.65亿年前）
恐龙完全灭绝，被子植物出现并兴盛：鸟类发展并开始分化。化表化石：恐龙和被子植物化石。
新生代
古今纪（65百万～2.4百万年前）
哺乳动物和鸟类进一步发展，早期的马、大象和熊类出现，猴子出现。最早的狼类出现，大型哺乳动物分布广泛，代表化石：哺乳动物化石。
新近纪（2.4百万年前～1.6百万年）
动植物都接近现代
第四纪（1.6百万年前～现代）
人类出世并迅速发展的时代，现代人分布到除南极洲以外的各个大陆。代表化石：现代人遗骨。