德爾布呂克、鮑林、沃森與克里克
1928年，英國醫生格里菲斯發現并記錄了肺炎雙球菌遺傳轉化實驗，即可是了遺傳轉化的研究，也開始了科學界的次大探討，遺傳物質是蛋白質還是DNA？加拿大化學家艾弗里純化核酸，并驗證DNA是遺傳物質，而不是蛋白質。德國物理學家德爾布呂克（與李比希是親戚）采用簡單的生物來探討“基因的化學本質是什么"的問題。德爾布呂克與摩爾根關系甚密，但是研究的果蠅使他感到莫展，因為他認為果蠅過于復雜而不適應于物理學家慣有的簡單性思維。德爾布呂克選擇噬菌體作為自己做研究的材料，很快和赫爾希、盧利亞、蔡斯等發現噬菌體以DNA核酸的方式，遺傳轉化侵染了大腸桿菌，證明DNA是遺傳物質。
噬菌體、大腸桿菌、模式生物等詞由此出現。
美國化學家鮑林，鮑林在學習了量子力學后，將量子力學應用于化學鍵的研究中，得出關于有機化合物分子結構的“共振論"，并且成功解析蛋白質的a螺旋結構模型。1951年鮑林結合他在血紅蛋白進行的實驗研究，以及對肽鏈和肽平面化學結構的理論研究，提出了α螺旋和β折疊是蛋白質二級結構的基本構建單元的理論。同時鮑林也是首先想到x-射線衍射晶體結構測試法，引入到蛋白質結構測定的人，并且推導了衍射圖譜計算蛋白質中原子坐標的公式。鮑林進一步有投入到DNA分子結構解析的工作上來。
英國卡文迪許（研究空氣和引力常數，與牛頓同時代）實驗室的結構生物學派的威爾金斯和富蘭克林，在布拉格父子使用X射線研究晶體結構工作的基礎上，研究了手關于DNA分子結構的圖樣。英國物理家克里克和年輕的美國生物學者沃森，基于合理的猜想和生物學知識，于1953年先解析DNA分子的雙螺旋結構。終于將基因研究推向分子水平，推動了分子生物學的誕生。DNA雙螺旋結構的發現，進一步促進了DNA半保留復制方式的發現和遺傳密碼的研究工作。1961年，遺傳密碼的破譯使得中心法則趨于完善。留下了更多的問題是，基因組序列的破譯工作。
結構生物學、分子生物學等詞由此出現。
