摩尔根虽然创立了基因遗传理论，科学家们也通过许多遗传现象证实了基因的存在，但当时他们尚未实际观察到基因这一物质。摩尔根说：“像化学和物理学家假设看不见的原子和电子一样，遗传学家也假设了看不见的基因。”

　　其实早在1868年瑞士化学家F·米歇尔（1844～1895）就从细胞核中发现了一种被他称之为“核素”的物质。1889年，与米歇尔同一实验室的生物学家R·阿特曼分离了“核素”中的蛋白质，得到了一种酸性物质。因为这种物质是从细胞核中提取出来的，因此他将其称为“核酸”。

　　19世纪末和20世纪初，德国生理学家、化学家科赛尔（1853～1927）探明核酸的主要成份是：4种不同的碱基、磷酸和戊糖。科赛尔和美国细胞学家威尔逊（1856－1939）都曾设想核酸可能是在遗传过程中起关键作用的物质。

　　20世纪20年代，关于核酸的研究取得了重要进展。

　　1924年，德国细胞学家福尔根（1884～1955）发现核酸中的戊糖有两种：核糖与脱氧核糖。根据含糖的不同，核酸就分为核糖核酸（RNA）与脱氧核糖核酸（DNA）。

　　1929年，科塞尔的学生、俄裔美国生物化学家列文（1869－1940）发现核酸碱基的主要成份是腺膘呤、鸟膘呤、胸腺嘧啶、胞嘧啶。列文还证明核酸是由更简单的核苷酸组成的，而核苷酸则是依碱基、核糖、磷酸的顺序连接而成。

　　列文为探明核酸的成份作出了重要贡献，但他错误地以为核酸结构比较简单，并且这一观点当时得到了广泛认同，所以科学家认为核酸难以承担起复杂多样的遗传功能。染色体的主要成分除了核酸以外，还有蛋白质，因而科学家们普遍倾向于结构复杂的大分子蛋白质是遗传信息的载体。