(1)遺傳“因子”基因最初的概念來自孟德爾的遺傳“因子”，認為生物性狀的遺傳是由遺傳因子控制的，性狀本身不能遺傳，但控制性狀的遺傳因子是遺傳的。1909年，丹麥學者W . L Johannsen提出了“基因”壹詞，取代了孟德爾的遺傳因子，並由此形成了“顆粒遺傳”理論。認為雜種中的等位基因不融合，保持各自的獨立性，這也是孟德爾遺傳規律的核心。
(二)染色體是基因的載體。1910年，Morgan等人證明了細胞分裂時染色體的行為與基因的行為是壹致的，證明了基因位於染色體上，呈直線排列，提出了遺傳學的連續交換定律。證明了性別決定受染色體支配，並在1926發表了《論基因》。該理論揭示了基因與性狀關系的傳遞規律，建立了遺傳的染色體理論，為細胞遺傳學奠定了重要基礎。1933獲得諾貝爾獎。摩爾根科學地預見到壹個基因是壹個化學實體，並認為它控制著相應的性狀，基因之間可以發生變異和交換，從而提出了基因既是功能單位，又是突變單位和交換單位的“三位壹體”概念。
(3)自摩爾根以來，DNA就是遺傳物質。幾位科學家證明了多線染色體和生殖細胞染色體之間存在對應關系，提出了多線染色體上的橫紋是基因的假說，並通過實驗得到了證實，從而將形式基因推向了實體；Griffith在1928首次發現了肺炎球菌的轉化，即用高溫殺死致病性S株細菌，可以改變非致病性R株成為致病菌的效果。這種改變遺傳性狀的現象被稱為細菌轉化，這個實驗為確定遺傳物質化學性質的研究開辟了道路。在1944中，AVery等人不僅成功地在體外重復了上述實驗，而且用生化方法證明了轉化因子是DNA，而不是多糖包膜、蛋白質和RNA，並且轉化頻率隨著DNA純度的增加而增加。DNA被DNase降解後，沒有轉化現象，但其他酶如蛋白酶對這種轉化能力沒有影響。同時，這種轉化也可以在體外進行。這個實驗充分證明了是S型DNA片段將R型轉變為S型，證明了DNA是遺傳物質。
(4)基因是有功能的DNA片段。20世紀40年代，G.w.BeadIe和E.L.Tatum通過對粗糙脈孢菌營養缺陷型的研究，提出了壹個基因壹個酶的假說。這個假說溝通了生物化學中蛋白質合成的研究和遺傳學中基因功能的研究。也為破譯遺傳密碼和指示細胞內大分子間的信息傳遞過程奠定了基礎。特別是在1953中，watson和crick提出了DNA雙螺旋結構模型，闡明了DNA在體內的復制模式。1957年，克裏克首先提出了細胞內生物大分子間遺傳信息傳遞的基本規律，即中心法則，隨後在1961年，他提出了三重遺傳密碼，將DNA分子的結構與生物工作結合起來。
可以有機地統壹起來，也為揭示基因的本質奠定了分子基礎。1957年，S. Benzer以大腸桿菌T4噬菌體為材料，在DNA分子結構水平上分析了基因內部的精細結構，提出了順反子的概念，證明了基因是DNA分子的特定片段，在功能上是獨立的單元。但這個特定的DNA片段中有很多突變位點，也叫突變，即突變後能發生變異的最小單位。這些突變位點之間可以發生重組，所以壹個基因包含多個重組單位，也叫recon，是重組不能分離的最小單位。理論上，基因中每對核苷酸的變化都會導致突變，每兩對核苷酸之間都會發生重組。因此，壹個基因有多少核苷酸就有多少核苷酸。
突變體和相應數量的重組體。但實際上突變體的天數小於核苷酸對數，重組體的數量小於突變體的數量。總之，順反理論打破了基因“三位壹體”的概念，將基因具體化為DNA分子上的特定序列，即負責編碼特定遺傳信息的功能單位——順反。然而，它是內部可分離的，包含多個突變和重組單位。
(五)操縱子模型1961法國分子生物學家F. Jacob和J. Monod通過大腸桿菌不同的乳糖代謝突變體研究了基因的作用，提出了操縱子理論。該理論闡明了基因調控在乳糖利用中的作用。即把與生物活性相關的基因組織在壹起，進行統壹調控，保持每個基因產物的準確比例。原核生物的控制子系統是轉錄水平上最有效和最經濟的調控。這壹調控模式在生物發展史上具有劃時代的意義，為揭示基因表達調控這壹難題奠定了基礎。於是他們1956獲得了諾貝爾獎。此外，他們還提出，核糖體不含氨基酸序列組裝的模板，每壹個DNA順反導致有限壽命的RNA分子的合成，這個RNA的核苷酸序列包含了氨基酸序列的信息。隨後，RNA與核糖體結合，賦予核糖體合成壹種蛋白質的能力，進壹步明確了基因的作用和遺傳信息傳遞的中心法則，並被大量實驗所證實。
(六)“跳躍基因”和“斷裂基因”的發現對於二倍體高等生物來說，能夠維持配子或配子體正常功能的最低數量的染色體稱為壹個基因組。基因組包含壹整套基因。對於大多數只有壹條染色體的原核生物來說，它的整條染色體就是壹個基因組。20世紀50年代以前，人們認為每個基因組的DNA是固定的。它包括壹系列具有固定數量、固定位置和固定功能的基因，這些基因的位置與其功能無關。1961年大腸桿菌乳糖操縱子的發現，說明功能相關的結構基因往往緊密排列在壹起，說明大腸桿菌的染色體不是隨機排列的集合體。早在20世紀50年代，B. McClintock就指出，在玉米控制因子的研究中，某些遺傳因子是可以轉移的。20世紀60年代末，在大腸桿菌中發現了帶有轉座子位置的插入，隨後發現基因組中某些成分的位置不固定是真核生物和原核生物中的普遍現象。這些轉座因子被稱為跳躍基因，也稱為轉座子。另外，傳統觀點認為，壹個結構基因是壹個連續的DNA序列。20世紀70年代末，人們發現大多數真核生物的基因是不連續的，由壹些非編碼序列分隔開，所以稱之為斷裂基因。在1978中，噬菌體中也發現了重疊基因。壹個基因序列可以包含在另壹個基因中，兩個基因序列可以部分重疊。