原始生命過於簡單，而今天世界上的生命形式十分複雜；原始生命是單一的，而今天世界上生命的物種是多樣的，十分豐富；原始生命是低級的，而今天世界上的生命已走向高級。這種變化是個什麼樣的過程？而這個過程的動力和機製又是什麼呢？
英國生物學家達爾文生活在19世紀，在他之前出現了各種各樣的進化論思想：古希臘哲學家的預言；法國植物園園長布豐的生物分類思想；達爾文的祖父提出的生物進化的可能性；法國生物學家拉馬克（1744～1829年）的進化論思想；蘇格蘭地質學家賴爾（1797～1875年）的地質漸變論思想。但由於種種局限性，最終在達爾文手中完成的進化論在科學界和科學界之外引起的震動最為強烈，最為深刻，也最為久遠。
1831年，達爾文作為博物學家隨貝格爾號自東向西作環球探險航行，曆時5年。達爾文的任務是在那一片未開發的世界采集動物、植物和岩石樣本。這5年對他進化論思想的形成具有決定性意義，他自己就曾說：“貝格爾艦上的旅行，是我一生中最重大的事件，並且決定了我的全部研究事業。”
隨船航行的5年，達爾文一路邊觀察邊記錄，采集了許多珍貴的標本，並大量地使用了觀察方法、比較方法、分類方法、歸納方法和曆史方法，搜集和整理了大量的材料，進行了大量的思考。這使他從一個確信物種不變的神學專業畢業生轉化為進化論者。
達爾文曾看到一種叫“土庫土科”的老鼠，由於長期在地下生活，很多都是瞎子，它們卻沒有什麼不便，於是他想到了拉馬克的“用進廢退”的思想。
他在南美洲的一個群島上驚奇地發現，幾乎所有的爬行動物和至少一半以上的植物都是這些島嶼所特有的，在世界其他地方見不到。比如他發現26種陸棲鳥中有25種是特有的，而且它們的特征排列成一個漸進的係列。對這些島上特有的眾多的動植物種，達爾文常想，難道上帝在這島上分別造出這麼多的物種嗎？他堅定地回答：這隻是變種。那25種陸棲鳥是最初從北美洲遷來一種鳥的變種。
達爾文知道自然界的動植物有巨大的繁殖能力，而各種生物的數量在一定條件下總是保持相對穩定。生物實際生存數量與繁殖數量之間相差很大，達爾文據此得出結論：生物界存在著激烈的生存鬥爭。
在占有大量資料的基礎上，達爾文特別注意研究了古生物的地質分布和活的物種的地理分布。物種在空間上有序的逐漸變化的序列使他堅信，物種在時間上具有同樣的漸進的序列。
達爾文進化論認為生物有一個緩慢的變化過程，物種不是被分別創造出來的，一個物種是從原有的另一物種傳下來的。整個生物係統發展是一個從一到多、從簡單到複雜、從低級到高級的演化過程，在進化中物種會發生變化。那麼，生物是如何進化的呢？要真正解開進化之謎，就必須搞清進化的原因和機製。
達爾文認為進化的機製是自然選擇。達爾文觀察到，生物界普遍存在著繁殖過剩的現象，繁殖過剩必然導致生存鬥爭。生存鬥爭是每時每刻都存在的，所以不斷地有生物死亡的事情發生。在生存鬥爭中，如何分出高低勝負呢？達爾文的回答是，哪個個體或個體的哪種特征適應了殘酷的鬥爭環境，便會被保留下來，否則就被淘汰掉，即適者生存。一對生物所產生的許多後代，發育是不平衡的，其器官的形態、功能、特性或多或少有某些差別，這些微小的、不顯著的、偶然的變異在生存鬥爭中經受檢驗，大自然像一台精密儀器，無所不在，年複一年，不知不覺地工作著，把好的、對生物個體有用的變異保留下來，把壞的、不利的變異排斥掉，這就是自然選擇。適者生存既是選擇的標準，也是選擇的結果。這種選擇還會將有利的變異通過遺傳保留、積累起來。天長日久的生存鬥爭和自然選擇，會使偶然的變異成為必然的屬性，生物會產生變種，這就是物種不斷進化的過程。
總之，生存鬥爭是物種進化的前提，自然選擇是物種進化的途徑，在生存鬥爭中的自然選擇是物種進化的機製，適者生存是自然選擇的標準也是選擇的結果。身體的密碼——遺傳基因
現代醫學研究證明，除外傷外，幾乎所有的疾病都和基因有關係。像血液分不同血型一樣，人體中正常基因也分為不同的基因型，即基因多態型。不同的基因型對環境因素的敏感性不同，敏感基因型在環境因素的作用下可引起疾病。另外，異常基因可以直接引起疾病，這種情況下發生的疾病為遺傳病。
可以說，引發疾病的根本原因有三種：基因的後天突變，正常基因與環境之間的相互作用和遺傳的基因缺陷。絕大部分疾病都可以在基因中發現病因。基因通過其對蛋白質合成的指導，決定我們吸收食物，從身體中排除毒物和應對感染的效率。
第一類與遺傳有關的疾病有四千多種，通過基因由父親或母親遺傳獲得。第二類疾病是常見病，例如心髒病、糖尿病、多種癌症等，是多種基因和多種環境因素相互作用的結果。
基因是人類遺傳信息的化學載體，決定我們與前輩的相似和不相似之處。在基因“工作”正常的時候，我們的身體能夠發育正常，功能正常。如果一個基因不正常，甚至基因中一個非常小的片斷不正常，則可以引起發育異常、疾病，甚至死亡。
健康的身體依賴身體不斷的更新，保證蛋白質數量和質量的正常，這些蛋白質互相配合保證身體各種功能的正常執行。每一種蛋白質都是一種相應的基因的產物。
基因可以發生變化，有些變化不引起蛋白質數量或質量的改變，有些則會引起改變。基因的這種改變叫作基因突變。蛋白質在數量或質量上發生變化，會引起身體功能的不正常以致造成疾病。
目前，由多國科學家參與的“人類基因組計劃”，正力圖在21世紀初繪製出完整的人類染色體排列圖。眾所周知，染色體是DNA的載體，基因是DNA上有遺傳效應的片段，構成DNA的基本單位是四種堿基。由於每個人擁有30億對堿基，破譯所有DNA的堿基排列順序無疑是一項巨大工程。與傳統基因序列測定技術相比，基因芯片破譯人類基因組和檢測基因突變的速度要快數千倍。
基因芯片的檢測速度之所以這麼快，主要是因為基因芯片上有成千上萬個微凝膠，可進行並行檢測；同時，由於微凝膠是三維立體的，它相當於提供了一個三維檢測平台，能固定住蛋白質和DNA並進行分析。
美國正在對基因芯片進行研究，已開發出能快速解讀基因密碼的“基因芯片”，使解讀人類基因的速度比目前高1000倍。
通過使用基因芯片分析人類基因組，可找出致病的遺傳基因。癌症、糖尿病等，都是遺傳基因缺陷引起的疾病。醫學和生物學研究人員將能在數秒鍾內鑒定出最終會導致癌症等的突變基因。借助一小滴測試液，醫生們能預測藥物對病人的功效，可診斷出藥物在治療過程中的不良反應，還能當場鑒別出病人受到了何種細菌、病毒或其他微生物的感染。利用基因芯片分析遺傳基因，將使10年後對糖尿病的確診率在50%以上。
基因來自父母，幾乎一生不變，但由於基因的缺陷，對一些人來說天生就容易患上某些疾病，也就是說人體內一些基因型的存在會增加患某種疾病的風險，這種基因就叫疾病易感基因。隻要知道了人體內有哪些疾病的易感基因，就可以推斷出人們容易患上哪一方麵的疾病。然而，我們如何才能知道自己有哪些疾病的易感基因呢？這就需要進行基因的檢測。
基因檢測不等於醫學上的醫學疾病診斷，基因檢測結果能告訴你有多高的風險患上某種疾病，但並不是說您已經患上某種疾病，或者說將來一定會患上這種疾病。
通過基因檢測，可向人們提供個性化健康指導服務、個性化用藥指導服務和個性化體檢指導服務。就可以在疾病發生之前的幾年、甚至幾十年進行準確的預防，而不是盲目的保健；人們可以通過調整膳食營養、改變生活方式、增加體檢頻度、接受早期診治等多種方法，有效地規避疾病發生的環境因素。
基因檢測不僅能提前告訴我們有多高的患病風險，而且還可能明確地指導我們正確地用藥，避免藥物對我們的傷害。將會改變傳統被動醫療中的亂用藥、無效用藥和有害用藥以及盲目保健的局麵。生生不息的遺傳和變異
俗話說：“種瓜得瓜，種豆得豆。”上一代的性狀，會傳給下一代。孩子的長相總是惟妙惟肖地像他們的爸爸媽媽。他們的性格、脾氣，甚至動作、習慣等也都會很像父母。這就是遺傳現象。可是，上代和下代之間不可能完全相同，總有一點差異。子女不會同父母一模一樣，或多或少總有些不像的地方。這種差別叫作變異。
奇妙的遺傳現象
為什麼會有這種神奇的遺傳現象呢？兒女的某些特征與父母相似的原因是遺傳物質從父母身上傳遞給了兒女。人類的胚胎發育過程是一個遺傳信息程序的執行過程，當受精卵形成時，它會攜帶著人類的遺傳基因——DNA序列，按照遺傳的秘密指令來逐步完成胎兒的發育。到目前為止，已經知道的地球上現存的生命主要是依靠DNA分子的複製完成的。除了遺傳以外，決定兒女的特征的因素還有環境，以及環境和遺傳的交互作用。
變異現象
遺傳是一種相似性的延續，它使人類的特征保持相對穩定，而變異則是一種新的特征，是向前發展和進化的。變異分為兩大類，包括可遺傳變異和不可遺傳變異。不可遺傳變異與進化無關，可遺傳變異則與進化有關。可遺傳變異是由於環境變化而造成，不會遺傳給後代，而不可遺傳變異是因遺傳物質的改變所致，其方式有突變和基因重組兩種。染色體上的DNA
遺傳是細胞核和細胞質的共同作用的結果。絕大多數的生物的遺傳物質是DNA，因此，DNA是主要的遺傳物質。在真核細胞中，DNA是主要遺傳物質，而DNA又主要分布在染色體上，所以，染色體就是遺傳物質的主要載體。DNA分子獨特的雙螺旋結構為複製提供了精確的模板，保證了複製能夠精確地進行。一般來說，一條染色體上有一個DNA分子，在一個DNA分子上又有許多基因。
遺傳學的開創者
1822年7月22日，孟德爾出生在奧地利西裏西亞（現屬捷克）海因策道夫村的一個貧寒的農民家庭裏，父親和母親都是園藝家。孟德爾童年時受到園藝學和農學知識的熏陶，對植物的生長和開花非常感興趣。
1840年他考入奧爾米茨大學哲學院，主攻古典哲學，但他還學習了數學和物理學。當時，在歐洲，學校都是教會辦的。學校需要教師，當地的教會看到孟德爾勤奮好學，就派他到首都維也納大學去念書。
大學畢業以後，孟德爾就在當地教會辦的一所中學教書，教的是自然科學。他能專心備課，認真教課，所以很受學生的歡迎。1843年，年方21歲的孟德爾進了布隆城奧古斯汀修道院以後，曾在附近的高級中學任自然課教師，後來又到維也納大學深造，受到相當係統和嚴格的科學教育和訓練，為後來的科學實踐打下了堅實的基礎。孟德爾經過長期思索認識到，理解那些使遺傳性狀代代恒定的機製更為重要。
1856年，從維也納大學回到布魯恩不久，孟德爾就開始了長達8年的豌豆實驗。孟德爾首先從許多種子商那裏，弄來了34個品種的豌豆，從中挑選出22個品種用於實驗。它們都具有某種可以相互區分的穩定性狀，例如高莖或矮莖、灰色種皮或白色種皮等。
孟德爾通過人工培植這些豌豆，對不同代的豌豆的性狀和數目進行細致入微的觀察、計數和分析。運用這樣的實驗方法需要極大的耐心和嚴謹的態度。他酷愛自己的研究工作，經常向前來參觀的客人指著豌豆十分自豪地說：“這些都是我的兒女！”經過8年的辛勤勞作，孟德爾最終發現了生物遺傳的基本規律，並得到了相應的數學關係式。人們分別稱他的發現為“孟德爾第一定律”和“孟德爾第二定律”，它們揭示了生物遺傳奧秘的基本規律。孟德爾的雜交實驗終於解開了生物的上一代和下一代之間有相似之處又不完全相同的奧秘。然而，這一重大發現在當時並沒有引起科學界的重視，直到20世紀，人們才意識到它的重要意義，人們尊稱孟德爾為“遺傳學之父”。孟德爾在遺傳學上的開拓性工作，拉開了人類向遺傳之謎挑戰的序幕。
科學史上的大發現——人體中的基因
遺傳信息是依托某種物質而存在的，可是，這種物質是什麼呢？科學家們提出了種種猜測。1909年，丹麥遺傳學家約翰遜首次提出了“基因”的概念，並用這個概念來代替孟德爾提出的“遺傳因子”概念，從此，“基因”一詞進入了人們的思維中，一直伴隨著科學的發展和創新。基因到底有多少呢？美國和法國兩個各自獨立的研究小組曾經通過對人體基因DNA數據研究後稱，人體基因數量不到3.5萬個，而不是以前認為的10萬個。