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（一）遗传因子的发现
1．孟德尔的豌豆杂交实验
1854年夏天，孟德尔开始用34个豌豆株系进行植物杂交育种的遗传研究。试验开始时的34个豌豆株系类型纯净，具有适合于作为试验体系的性状。1856年，孟德尔开始了他那些著名的一系列实验。1865年，总结出著名的遗传规律，并且在布隆自然科学学会宣读了他的论文《植物杂交试验》。
2．孟德尔遗传定律的再发现
1900年3～5月内，有三位研究植物杂交的学者各自独立地重新发现了孟德尔的论文，从而使孟德尔论文的意义被人所理解并得到正确的评价。
三位生物学家是：阿姆斯特丹的德弗里斯（Hugo de Vries， 1848~1935）、德国都宾根的柯林斯（Carl Correns， 1864~1933）、奥地利维也纳的冯·切尔马克（Erich von Tschermak， 1871~1962）。他们都宣称，就在完成他们的研究工作的时候，才注意到早在35年前孟德尔便得出了相同的结论。
3．基因的命名
1909年，丹麦生物学家约翰逊（Johannsen 1857～1927）创造了基因（gene）一词，代替孟德尔的“遗传因子”， 但是他只提出了基因这一名词，并没有提出基因的物质概念。
（二）基因与染色体关系的发现
1．基因位于染色体上的推论——萨顿的假说
1902年，年仅25岁的萨顿在《生物学通报》上发表的文章中，首次详细地图示了蝗虫具有成对确定的、可识别、又彼此不同的同源染色体。文章末尾提出假说，认为染色体携带遗传单位，而遗传单位在性细胞的染色体分裂时的行为就是孟德尔遗传定律的物质基础。
在1903年的《遗传中的染色体》一文中，萨顿对其过去假说的重要性进行了概括和论述，获得的结论是染色体含有基因，而染色体在减数分裂中的行为是随机的。
2．基因位于染色体上的实验证据——摩尔根的工作
摩尔根最初使用的实验材料有鼠、鸽、虱等，但都不太成功。后来他接受了美国遗传学家卡斯特尔的建议，以果蝇为实验材料，从而取得了突破性进展。
1910年5月，摩尔根在红眼的果蝇群中发现了一只异常的突变品种——白眼雄性果蝇。在之后的实验中，摩尔根发现果蝇白眼性状的遗传总是与性别相联，指出白眼基因位在X染色体上。第一次确切地证明了基因在染色体上
（三） 遗传物质的确定
1．肺炎双球菌转化实验
（1）格里菲斯的实验
1928年，英国科学家格里菲斯（F．Griffith，1877～1941）以小鼠作为实验材料，研究肺炎双球菌是如何使人患肺炎的。他将活的、无毒的R型（无荚膜，菌落粗糙型）肺炎双球菌或加热杀死的有毒的S型肺炎双球菌注入小白鼠体内，结果小白鼠安然无恙；将活的、有毒的S型（有荚膜，菌落光滑型）肺炎双球菌或将大量经加热杀死的有毒的S型肺炎双球菌和少量无毒、活的R型肺炎双球菌混合后分别注射到小白鼠体内，结果却从小白鼠的血液中分离出了活的S型菌，并且这样得到的S型细菌经培养还能得到S型细菌。实验表明，S型死菌体内有一种物质能引起R型活菌转化成S型菌，但是，当时他似乎没有认识到有遗传物质的传递。
（2）艾弗里的实验
1944年美国的艾弗里（O．Avery）、麦克利奥特（C. Macleod）及麦克卡蒂（M．Mccarty）等人在格里菲斯工作的基础上，对转化的本质进行了深入的研究（体外转化实验）。他们从S型活菌体内提取DNA、RNA、蛋白质和荚膜多糖，将它们分别和 R型活菌混合均匀后注射人小白鼠体内，结果只有注射S型菌DNA和R型活菌的混合液的小白鼠才死亡，这是一部分R型菌转化产生有毒的、有荚膜的S型菌所致，并且它们的后代都是有毒、有荚膜的。由此说明DNA能引起转化。如果用DNA酶处理DNA后，则转化作用丧失。艾弗里得出结论：DNA是遗传物质。
2．噬菌体实验
1943年，丹麦物理学家德尔布吕克（Delbrück 1906～1981），意大利裔美国生物学家卢里亚（Salvador·E·Luria 1912～1991），德裔美国遗传学家赫尔希（Hershey1908～）合作发现了病毒的复制机制。
1952年赫尔希（Hershey）和他的助手蔡斯（Chase）通过同位素标记的方法，利用噬菌体侵染细菌，表明在噬菌体的生活史中，只有DNA是在亲代和子代之间具有连续性的物质。因此，证明在上述复制机制中起决定性作用的遗传物质是DNA。
3．烟草花叶病毒的感染和重建实验
1957年，格勒（Girer）和歇莱姆（Schramm）的实验。用石炭酸处理烟草花叶病（TMV），把蛋白质去掉，只留下RNA，再将RNA接种到正常的烟草上，结果发生了花叶病；如果用蛋白质部分侵染正常烟草，则不发生花叶病。以后有人将车前草病毒（HRV）与烟草花叶病毒（TMV）的RNA、蛋白质分离、组合，分别进行实验，进一步明确RNA也是遗传物质。
（四）DNA分子结构的发现
1950年，爱尔兰科学家威尔金斯（Maurice Wilkins，1916－）测定了DNA在较高温度下的X射线衍射照片，提示DNA的结构为螺旋形。1952年5月这个小组的富兰克林（Rosalind Franklin）拍得了一张非常清晰出色的DNA的X光衍射照片。通过她的研究和其它发现提出DNA的结构可能是双螺旋。
1952年，美国生化学家查伽夫测定了DNA中4种碱基的含量，发现嘌呤和嘧啶（AT和CG）的1∶1比值。沃森和克里克认识到这个数值关系的重要意义，进行了各式各样的模型试验，终于在1953年4月提出了DNA 的双螺旋结构模型。
（五）DNA的复制
1957年，当时在Caltech作研究生的Matthew Meselson和作博士后的Franklin Stahl设计并实现了这组著名的实验：试验中，他们先将大肠杆菌细胞培养在用15NH4Cl作为唯一氮源的培养液里养很长时间（14代），使得细胞内所有的氮原子都以15N的形式存在（包括DNA分子里的氮原子）。这时再加入大大过量的14NH4Cl和各种14N的核苷酸分子，细菌从此开始摄入14N，因此所有既存的“老”DNA分子部分都应该是15N标记的， 而新生的DNA则应该是未标记的。接下来他们让细胞继续生长增殖，在不同时间提取出DNA分子，利用CsCl密度梯度离心分离。从而证明了DNA的半保留复制。
（六）中心法则的提出及其发展
1957年，克里克提出，在DNA与蛋白质之间，RNA 可能是中间体。1958年，他又提出，在作为模板的RNA 同把氨基酸携带到蛋白质肽链的合成之间可能存在着一个中间受体。克里克所设想的受体很快被证明为tRNA。
1961年，雅可布（F.Jacob）和莫诺（J.Monod）证明在DNA与蛋白质之间的中间体是mRNA。随着遗传密码的破译，到60年代基本上揭示了蛋白质的合成过程。这样，就得到了中心法则的最初的基本形式。
1960年到1970年，坦明（H. Temin）和巴梯摩尔（D.Baltimore）等研究发现并证实了逆转录酶的存在，使逆转录现象得到了公认。这样，中心法则就得到了修正。
（七）遗传密码的破译
1954年，物理学家George Gamov根据在DNA中存在四种核苷酸，蛋白质中存在二十种氨基酸的对应关系， Gamov认为只有43=64这种关系是理想的，因为在有四种核苷酸条件下，64是能满足于20种氨基酸编码的最小数。
1961年，克里克用T4噬菌体侵染大肠杆菌，发现蛋白质中的氨基酸顺序是由相邻三个核苷酸为一组遗传密码来决定的，遗传密码从一个固定的起点开始，以非重叠方式阅读，编码之间没有分隔符。
1961年Nirenber和Matthaei用大肠杆菌的破碎细胞溶液，建立了一种利用人工合成的RNA，在试管里合成多肽链的实验系统，其中含有核糖体等合成蛋白质所需的各种成分。破译了第一个三联体密码。1964年，Nirenber等找到了另外一种高效破译遗传密码的方法。1965年Khorara以不同的思路和方法利用重复共聚物破译密码也巧妙地破译了全部的密码。
（八）人类基因组计划
人类基因组计划（Human Genome Project， HGP）是由美国科学家于1985年率先提出，于1990年正式启动的。美国、英国、法国、德国、日本和我国科学家共同参与了这一预算达30亿美元的人类基因组计划。HGP的主要任务是人类的DNA测序。美国和英国科学家2006年5月18日在英国《自然》杂志网络版上发表了人类最后一个染色体——1号染色体的基因测序，历时16年的人类基因组计划书写完了最后一个章节。
（九）“聚合酶链反应”（polymerase chain reaction，PCR）的发明
PCR的原理及做法是利用DNA双链复制的原理，将一条DNA序列不断加以复制，使其数量以几何级数方式增加，PCR的最大特点，是能将微量的DNA大幅增加。PCR的发明人，一般公认是穆里斯（K. Mullis），1984年11月，穆里斯的技术员首次取得可信的结果，证明了PCR的可行。
（十）基因工程的发展
1968年瑞士巴塞尔生物研究中心的w.Arber实验室首次从大肠杆菌B株细胞中纯化出I型限制性内切酶。l970年美国约翰·霍普金斯大学的H.O.Smith和K.w.wilcox发现II型限制性内切酶。
1973年美国加里福尼亚大学的赫伯持·博耶（H.Boyer）和斯坦福大学的斯坦利·科恩（S.N.Cohen）为首的研究小组，在试管中将大肠杆菌里的带有抗四环素和抗链霉素的两个质粒重组到一起，形成重组体，然后将此重组质粒引进大肠杆菌中去，结果发现它在大肠杆菌中复制，并表现出双亲质粒的遗传信息。博耶和科恩等人的一系列重组实验的成功，揭开了基因工程的序幕。
1980年首次通过显微注射培育出世界上第一个转基因动物——转基因小鼠。
1983年采用农杆菌介导法培育出世界上第一例转基因植物——转基因烟草。
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