在微观层面，变异和遗传主要涉及基因和染色体的变化，以下是具体分析：
变异
• 基因突变：是基因结构的改变，包括碱基对的替换、增添或缺失。例如，在血红蛋白基因中，一个碱基对的替换导致了镰刀型细胞贫血症。基因突变可产生新的等位基因，为生物进化提供原始材料，具有普遍性、随机性、低频性、不定向性等特点。
• 基因重组：指在生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的重新组合。包括减数第一次分裂前期的交叉互换和减数第一次分裂后期非同源染色体上非等位基因的自由组合。基因重组能产生新的基因型，使后代具有多样性，有利于生物在自然选择中进化。
• 染色体变异：包括染色体结构变异和数目变异。结构变异如缺失、重复、倒位、易位，会使染色体上基因的数目或排列顺序发生改变。数目变异则分为个别染色体的增减和以染色体组的形式成倍增减，如唐氏综合征是由于21号染色体多了一条。
遗传
• DNA复制：是遗传信息传递的关键过程，以亲代DNA为模板合成子代DNA。在解旋酶作用下，DNA双链解开，以游离的脱氧核苷酸为原料，在DNA聚合酶等作用下，按照碱基互补配对原则合成新的子链，保证了遗传信息从亲代传递给子代的准确性。
• 基因表达：包括转录和翻译。转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程，在细胞核中进行，将DNA上的遗传信息传递到RNA上。翻译是在核糖体上以mRNA为模板，tRNA携带氨基酸按照密码子的顺序合成蛋白质的过程，实现了遗传信息从核酸到蛋白质的传递，从而使生物体表现出相应的性状。
• 遗传规律：孟德尔的基因分离定律和自由组合定律，以及摩尔根发现的伴性遗传规律，都是基于基因在染色体上的行为而揭示的遗传规律。基因分离定律描述了等位基因在减数分裂过程中的分离，自由组合定律则阐述了非同源染色体上非等位基因的自由组合，伴性遗传说明了位于性染色体上的基因所控制的性状与性别相关联的现象。这些规律从微观层面解释了遗传性状在亲代和子代之间的传递规律。