摩尔根的研究工作说明，基因负责性状的遗传，他们存在于细胞核的染色体上。那么，基因是由什么物质组成的呢？这个问题的解决可不简单，它经历了一条艰难曲折的道路。科学家们通过对染色体化学成分的分析，了解到染色体是由蛋白质和核酸组成的。然而，二者究竟谁是组成基因的物质成分呢？
从很早的时候起，人们就认识到蛋白质在生命活动中的重要作用。科学家们发现，构成生物体的成分当中，大部分物质是各种各样的蛋白质，而生命活动的新陈代谢过程中更是都需要一种特殊的蛋白质——酶的催化作用。人们还发现，调节生命活动的许多激素也是蛋白质。难怪伟大的导师恩格斯说：没有蛋白质就没有生命。于是，在探索遗传奥秘的进程中，科学家们很自然地便把寻找遗传物质的目光，首先投向了蛋白质。而蛋白质也真像遗传物质，你看！蛋白质是由许多氨基酸分子相互连接而成的高分子化合物，它像一列很长的火车，由许多车厢组成，每一节车厢就可以看做是一个氨基酸分子。由于组成每种蛋白质分子的氨基酸种类不同，数目成千上万，排列的顺序变化多端，形成的空间结构更是千差万别，因此，蛋白质结构的多种多样，正好可以说明构成生物的多样性。但是，非常遗憾的是，经过许多科学家的研究证明，蛋白质并不能“复制”，它不能由蛋白质生成相同的蛋白质，也就是说，蛋白质不符合遗传物质能传种接代的基本条件，于是想证明蛋白质是遗传物质的尝试最终失败了。有趣的是，这个长期令人困惑不解的问题，后来在小小的微生物的帮助下解决了。科学家们借助于对细菌和病毒的研究，终于揭开了其中的奥秘。人们终于发现，原来核酸就是生命的遗传物质，是基因的组成成分。
大家都知道，世界上最简单的生命莫过于病毒了。它们是寄生在细胞里面的一种“寄生虫”。有一种叫噬菌体的病毒，是一种专门吃细菌的病毒，它的样子很像蝌蚪，但比蝌蚪小得多，是肉眼看不见的，只有在放大几万倍的电子显微镜下，才能见到它的真面目。噬菌体有一个六角形的头和中空的“尾巴”，头的外壳是由蛋白质构成的，里面含有一种核酸，叫脱氧核糖核酸，也就是DNA。这种在空气中如同“尘埃”的微小生物，繁衍的方法非常奇特。当它们接触到细菌后，首先吸附在细菌上，然后像“注射器”一样，通过尾部把DNA注射到细菌中，蛋白质外壳则留在细菌外面。
进入细菌内的DNA神通广大，它像孙悟空大闹天宫似的，会把细菌原有的正常生命活动，闹个天翻地覆，使细菌完全置于它的控制之下，为合成自己的核酸和蛋白质服务，这些核酸和蛋白质组装起来便装配成了许多病毒，破壁而出，然后再去侵染其他细菌。由此看来，病毒的传种接代，靠的不是蛋白质而是DNA，这就说明：DNA是噬菌体的遗传物质。
DNA是生命的遗传物质，还有一个非常有力的证据。
那是在1928年，英国有位叫格里费斯的科学家在肺炎双球菌中发现了一个非常奇怪的现象。大家知道，肺炎双球菌有两种类型：一种是有毒的S型，它会使老鼠患肺炎而死亡；另一种是无毒的R型，不会使老鼠生病。格里费斯用高温杀死了有毒的S型细菌，再把它同活的R型无毒细菌混合起来，注射到老鼠体内。按理说，有毒的细菌已被杀死，活的细菌又无毒性，老鼠不应该得病了，但出乎意料，有些老鼠竟得病死了。于是，格里费斯对死鼠进行解剖、化验。结果发现，死老鼠的血液里有许多活的S型有毒的肺炎双球菌。这些“神出鬼没”的有毒病菌是从哪里来的？为什么死菌能“复活”呢？为什么无毒的R型活菌转变成了有毒的S型活菌？格里费斯认为，加热杀死的致病性的S型菌中，一定有一种物质可以进入到不致病的R型菌中，从而改变R型菌的遗传性状，使其变成了S型的致病双球菌。他的这种推测，直到1944年由于法国的科学家艾弗利等人的出色工作，才终于揭开了这其中的奥秘。
在实验中，艾弗利等科学家从有荚膜（即细菌外面包着的一层糖类物质）的S型细菌中，分离出了一种被称为“转化因素”的物质，他们将这种物质加入到培养细菌的培养基中，培养没有荚膜的R型细菌。奇怪的是，无荚膜R型细菌经培养后，竟长出荚膜来了，而且它的后代也都有了荚膜。经化学成分的分析证明，这种当时被称为“转化因素”的物质就是脱氧核糖核酸，也就是DNA，这是生物学史上第一次用实验的方法证实了核酸是遗传物质，是基因的组成成分。DNA作为遗传物质的发现，使遗传学的研究进入了一个新阶段。