生物其中一個定義，就是具有生殖 (reproduction) 的能力，以確保物種能延續到下一代，並保存著物種獨有的形態、特徵和行為。把上一代（親代，一般以「P」代表）的特徵傳承到下一代（子代，一般以「F」代表）的現象，這就是遺傳 (inheritance)。

子代的特徵，在物種和品系層次上，和親代一模一樣。例如，一對牧羊犬交配，只會誕下牧羊犬（同品系），不會誕下老虎（不同物種），也不會繁殖出狼狗（不同品系）。

事實上，地球上過百萬種生物都擁有遺傳的能力，假若一種生物失去遺傳的能力，該物種將會在這一代之後永遠消失！

雖然子代的物種和品系跟親代是一致的，但在更細微的層次，例如子代的外觀和各種生理特徵，經常跟親代並不相同，而子代個體之間，也常見各種差異。這種同種生物之間的差異，稱為變異 (variation)。例如一胎所生的小狗，牠們跟親代的樣貌多數會出現變異，子代小狗間也同樣出現變異。

遺傳學 (genetics) 中最核心的問題，就是要了解遺傳過程中的傳承與變異。除了為了滿足好奇心外，遺傳學亦可在醫學和農業範疇應用，與人類社會關係密切。在這個學習單元，我們將會學習現代遺傳學的基礎知識。

孟德爾 (Gregor Mendel, 1822 - 1884) 是一位來自奧地利某修道院的修士，他對遺傳學的研究充滿熱忱，被稱為「遺傳學之父」，現在讓我們看看他的生平故事吧！

孟德爾在豌豆實驗中，不斷培殖豌豆子代，並記錄子代的特徵。過程中每次親代個體的交配（即授粉）都受到嚴謹的監控。

豌豆擁有自花授粉，也能異花授粉的特性：

1. 自花授粉 —— 指花粉從花藥（父本）傳遞至同一株植物花朵的花柱（母本）。由於豌豆的傳粉早於花朵盛開前已在花蕾內進行，因此在自然環境中較少出現異花授粉，毋須另外人工遮蔽花藥和花柱。

2. 異花授粉 —— 在豌豆散播花粉前剪去花藥，並保留花柱。實驗者可以控制授粉來源（右動畫），人工雜交出不同性狀的純種豆株（互相雜交能產生相同特徵的植物）。

實驗開始前，孟德爾用了兩年時間培植了擁有各類豌豆性狀特徵的純種豆株。這設立了性狀比較的基點：往後實驗產生的豌豆性狀變化，就能被歸因為實驗過程的結果，而非實驗前已存在的因素。

為甚麼孟德爾選擇以豌豆進行實驗？其中一個原因是豌豆的性狀容易辨別和比較。生物中同一種性狀可能有不同的表達型，稱為對比性狀。例如，豌豆的高莖和矮莖是一對對比性狀，豌豆的綠色豆莢和黃色豆莢也是一對對比性狀。

孟德爾挑選了豌豆的七項特徵（見右表），以及其他兩種豆類重複進行實驗。

孟德爾的實驗邏輯清晰明確，合符科學精神：