遗传信息的携带者——染色体
从孟德尔的豌豆实验我们已了解到，他假设了在生殖细胞中含有控制性状（特征）发育的遗传因子（基因），在个体细胞中，基因成对存在着。当科学家在显微镜下研究染色体时，也发现真核生物每一物种的染色体都有其特定的数目、形状、大小和组成方式。此外，（身）体细胞的染色体都是成对排列的，而性细胞（精子和卵子）在彼此结合以前染色体却不成对，即仅含一组染色体。因此，体细胞是二倍体，性细胞是单倍体。性细胞一旦结合，就形成了二倍体的受精卵（合子），其中一条来自父亲，另一条来自母亲。受精卵实际上已经是体细胞，它一旦形成，就意味着一个新生命的开始。因为受精卵会以一分为二、二分为四这样的方式，即2n的方式进行分裂，然后发育、生长成为一个个体。这种分裂方式叫作有丝分裂。例如人类的生育，父亲的精子与母亲的卵子结合后形成受精卵。受精卵以2n的分裂方式发育成胚胎，胚胎在母亲子宫内生长（胚胎组织的细胞不断分裂、分化），经过9个月左右的时间形成待分娩胎儿。胎儿出生后，其成长过程中细胞还在不断分裂、死亡、再分裂……
让我们以一对染色体为例，看看有丝分裂的过程。如右页示意图，图中一对染色体一条来自父本，一条来自母本。分裂过程中每条染色体都自行复制，然后分到两个子细胞中，结果一个二倍体细胞变为两个二倍体细胞。
由右页示意图可见，体细胞的染色体在进行有丝分裂之前，父母的染色体先行复制，这样，就保证了分裂后形成的细胞（子细胞）中都含有一份父母的染色体。
性细胞的形成则牵涉到另一类细胞分裂方式，即减数分裂。减数分裂过程大体与有丝分裂相似，性细胞的母细胞也是二倍体的体细胞，它在进行减数分裂之前，各条染色体也是先行复制。所不同的是，在第一次分裂初期，同源染色体彼此靠近，发生联会（配对），形成二价体，然后分别移向两极，细胞就发生分裂，形成两个各含有一对染色体的子细胞，然后这一对的两条染色体又移向两极，就发生第二次分裂，结果共形成四个子细胞，每两个各含有一条同源染色体。这样每个子细胞只有一套染色体，故是单倍体，它们成熟后即形成精细胞和卵细胞，是将来组成受精卵的一方，所以又称作配子。减数分裂是亲代将其性状传给后代的基础。
为什么后代有些方面像父亲，而有些方面又像母亲呢？对此，我们同样可以用染色体的理论予以解释。我们知道，决定性状的基因在染色体上呈线性排列，两个配子的相应染色体上的基因种类和排列顺序都相同，两条染色体同一位置的基因叫作等位基因。如前所述，等位基因决定同一性状，比如父母双方决定眼球颜色的基因就是等位基因。但是这一对基因在决定表现型的作用上并非完全相同——有的基因只要父母一方有，就能在表现型上显示出来，此基因就叫作显性基因；相反，有的基因只有父母双方都有才能显示，此基因便叫作隐性基因。这就是说：若等位基因同时包含显性基因和隐性基因，则隐性基因的作用就为显性基因所掩盖，机体就表现出显性基因决定的性状；只有在后代中两个隐性基因碰到一起时，机体才表现出隐性基因决定的性状。所以，在后代的分离体中（即兄弟姐妹之间）同一性状有不同的表现。因此，显性和隐性是就一对等位基因而言。重温这一概念，可以加深对孟德尔第一定律的理解。
此外，在减数分裂过程中，在二价体阶段，父母双方的染色体有一条发生交换，结果是同一条染色体有些基因来自父亲，有些基因来自母亲，如下图所示。当然染色体交换不止发生在一处，因此可以形成包括各种基因的重组染色体，这样，子代在许多特征上有些像父亲、有些像母亲就不足为奇了。
细胞的这两种分裂方式对以后理解基因重组、变异和创造新生物体非常重要，在以后的章节中我们将结合具体情况加以讨论。