染色体説
ほぼ完成した仮説であったにも関わらず、サットンの染色体説はすぐには受け入れられなかった。理由はいくつかある。まず、当時はメンデルの法則が再発見されて間もないころであり、遺伝子の存在に対してすら懐疑的な学者も多くいた。染色体説を実証したモーガンも粒子遺伝をすぐには受け入れなかったし、自らが証明することになる染色体説に対しても確証する結果が得られるまで長らく懐疑的だった。また染色体の数は遺伝子の数に比べて圧倒的に少なく、しかも線状であるため、粒子状の遺伝因子のイメージと相容れないものがあった。もう一つ大きな理由は、サットンの仮説が観察のみに基づくものであり、実証がなされなかったことである。他の研究者を納得させるには実証を必要としたが、実験材料としてバッタを用いていたサットンはそれを可能とする遺伝学的な術を持たなかった。同時代の他の多くの研究者も同様だった。「遺伝学 "Genetics"」という言葉が作られるのは1906年のことであり、サットンの時代には遺伝学はまだ揺籃期にあった。
染色体が遺伝子の担体であることを実証したのはトーマス・ハント・モーガン（Thomas Hunt Morgan）と彼の研究室が輩出した、いわゆるモーガン学派の研究者達である。1904年、ウィルソンの招請によりジョンズ・ホプキンズ大学からコロンビア大学に移ったモーガンは、発生学から転向し、1907年ごろからショウジョウバエを用いた遺伝学研究を始める。彼らは飼育が容易で世代交代の速いショウジョウバエを用いて遺伝学を発展させ、変異体の交配による遺伝学的解析と染色体の観察から、染色体説を実証していく。古典遺伝学の発展と染色体説の実証は、彼らの研究成果の表裏であると言うこともできる。また、染色体説を提唱したサットンを輩出した細胞学の大家ウィルソンとの交流は、モーガン学派による染色体説の発展を促進した。
ジョージ・ウェルズ・ビードル
テータムとビードルは、生化学、遺伝学の実験により適したモデル生物としてアカパンカビを選んだ。アミノ酸やビタミンなどの栄養要求性変異株を作り、個々の遺伝子変異は代謝過程や物質生産過程の個々のステップに関わっていることを明らかにした。この実験結果より、1941年に、1つの遺伝子は複雑な表現系ではなく、1つの特異的な酵素のみを規定するという｢一遺伝子一酵素説｣が生まれた。彼らの研究は分子遺伝学に新たな道を開き、遺伝子の働きや物質の生合成の経路の解明に役だった。