在摩尔根解开染色体之谜的年代（20世纪10年代—20年代），人们还不清楚染色体的结构。不过那时人们已经通过化学分析，知道了染色体是由蛋白质和脱氧核糖核酸（DNA）组成的。
但在萨顿和摩尔根之前，从来没有任何人能想到染色体会和遗传有关，甚至完全没能意识到DNA的重要性。就让我们来回顾一下在这样的时代背景下，染色体研究拉开序幕的历史。
内格里在细胞核内发现染色体，是在1842年。在内格里之后大约30年，弗雷德里希·米歇尔第一次从细胞核中分离出了核酸（1869年）。达尔文出版《物种起源》（1859年），孟德尔公布了自己的研究（1865年）正好也是在这一时期。
一开始，米歇尔利用生物化学的方法来研究白细胞。生物化学是用化学方法研究生物体的一门学科，和生物物理学、细胞生物学共同构成了医学和生理学的基础。当然，它也为之后的遗传学和分子生物学奠定了基础。米歇尔的父亲和叔父都是瑞士巴塞尔大学医学系的解剖学教授，他受此影响也进入巴塞尔大学医学系学习，但他并没有成为父亲和叔父那样的临床医生，而是选择了基础研究的道路。据说这是因为米歇尔童年时患斑疹伤寒（发热）而留有后遗症，听力有障碍，无法使用听诊器。
米歇尔在德国的哥廷根大学获得学位后，进入图宾根大学开始了自己的研究生涯。说到图宾根大学，那可是天文学家约翰尼斯·开普勒[1]（因提出关于行星运动的“开普勒定律”而闻名）和哲学家格奥尔格·黑格尔[2]曾经就读的历史名校。
米歇尔的实验材料是人类的白细胞，他选择从渗入外伤患者的绷带内的脓水中提取白细胞（在医院可以找到很多这样的绷带）。脓水当中含有大量的白细胞。在当时，因为消毒的重要性还没有在医疗场所得到普及，人一旦受了伤，伤口很快就会化脓。但想要从沾满脓水的绷带上取出干净的白细胞，却不是那么容易的事。
米歇尔便换了个思路，他不再通过物理手段分离细胞，而是将细胞溶解，通过化学手段分离并提取。米歇尔将提取物命名为“核素”（nuclein）。这种物质，之后被更名为“核酸”。
实际上，因为核素含有很多磷酸，所以米歇尔以为核素是一种与储存磷相关的蛋白质。之后，米歇尔回到巴塞尔大学担任生理学教授，做出了很多成绩，但研究学会并不关心核素，研究一直没有进展。或许是因为总是在寒冷的实验室里忙于工作，他患上了结核病，1895年，年仅51岁就去世了。
米歇尔的学生理查德·阿尔特曼去除了米歇尔提取出的核素中的所有蛋白质，提取出了严格意义上的核酸（1889年）。将核素改名为核酸的也是阿尔特曼。
阿尔特曼凭借当时的光学显微镜，在解析度只够勉强观测的情况下，发现了颗粒状的细胞器（线粒体），取得了非常了不起的成绩，可关于他的英语和日语资料却极为罕见。他曾在莱比锡大学担任临时的解剖学教授，那里的医学系在德国可谓首屈一指，这样的人物得到的评价如此之低的原因不明。阿尔特曼在1900年去世，年仅58岁。
同一时期，阿尔布雷希特·科塞尔[3]从核素中分离、提纯出了5种核碱基。
核酸是由核碱基、一种聚糖和磷酸构成的高分子化合物。科塞尔提取出的5种核碱基分别是腺嘌呤[4]、鸟嘌呤、胞嘧啶、胸腺嘧啶和尿嘧啶，分别可以简称为A、G、C、T、U。核碱基正是理解遗传信息的关键，是最为重要的物质。
科塞尔凭借对核酸和蛋白质的研究于1910年获得了诺贝尔奖。阿尔特曼其实是科塞尔的师兄，科塞尔的诺贝尔奖，相当于是颁给他和米歇尔、阿尔特曼三个人的（米歇尔和阿尔特曼被过分忽略了，实在是令人惋惜）。
但在这一时期，科塞尔还没能理解核酸究竟在细胞内发挥了怎样的作用。他认为不过只是5种核碱基而已，承担不了什么复杂的功能。
当时，人们还认为复杂的生命现象都源于蛋白质（尤其是酶）。在19世纪末，人们已经发现了酶是生物体内的催化剂（控制化学反应的物质）。
例如，德国的爱德华·比希纳在1896年发现，将酵母捣碎后提取出的物质（酶）可以让蔗糖发酵为酒精，并因此获得了1907年的诺贝尔奖。他证明了生物分解或生成物质所需的并不是“细胞是活的”，而是“细胞内的蛋白质和酶的作用”。(www.xing528.com)
也就是说，人们开始理解生命活动是一种化学反应，并不像活力论所认为的那样需要“某种物理和化学无法解释的特殊物质”。
接着，科塞尔曾经的同事菲巴斯·利文利用生物化学的方法分析了核酸。利文发现核酸中除了磷酸和核碱基之外，还有两种糖（核糖和脱氧核糖）。这就是说，核酸分为两种：一种是“核糖＋核碱基（AUGC）＋磷酸”组成的核糖核酸（RNA）；另一种是“脱氧核糖＋核碱基（ATGC）＋磷酸”组成的脱氧核糖核酸（DNA）。
利文对核酸的结构做出了如下猜想。
首先是糖（核糖或脱氧核糖）和磷酸交替连接。糖上连接着一种核碱基。因为核碱基有4种，糖重复出现4次的话，核碱基就会各出现一次。这就是“四核苷酸学说”（1921年）。但结果证明这个假说是错误的。利文明明是个很有才华的人，可最终还是没能理解核酸在细胞内发挥的作用。
或许是因为这个错误的假说，利文一生执笔了超过700篇的论文，为生物化学的发展做出了巨大的贡献，在日本却不为人所知……利文关于核酸结构的假说虽然是错的，但将核酸分类为DNA和RNA的人正是他，他的研究日后也为确定DNA结构做出了贡献。像利文这样未被教科书提及的天才先驱们，在科学界还有很多很多。
否定了利文“四核苷酸学说”的，是瑞典的托比约恩·卡斯佩森（1934年）。卡斯佩森当时年仅22岁，还是一名就读于卡罗林斯卡学院[5]的学生。卡罗林斯卡学院是世界上规模最大的医科大学，也是瑞典国内最大的研究教育机构。诺贝尔生理学或医学奖的评委会也设在这里。
卡斯佩森在自己的博士论文中证明了核酸是一种生物聚合物。生物聚合物是天然存在的高分子化合物，而高分子化合物则是由基本分子结构多次重复连接而成的大型分子。上文提到，利文认为核酸是“4组核碱基与磷酸、糖组成的分子”，卡斯佩森则证明了核酸是以“核碱基＋磷酸＋糖”为基本单位，重复连接数千数万次形成的高分子。
不仅如此，卡斯佩森还成功发现了核酸在细胞中的分布。根据他的研究，DNA集中于细胞核，而RNA在细胞质中也有分布。由此可以推断，两者在细胞内的作用是不同的，染色体主要是由DNA构成的。
根据卡斯佩森的研究，人们知道了染色体是DNA的高分子化合物。但我在这里要再次强调，当时大多数的研究者重视的都是蛋白质，关注核酸的研究并不多。分子的结构和功能也还未被发现，大家都认为，仅凭5种核碱基，不可能这么简单地就能承担起复杂的生命现象。年纪轻轻就取得成功的卡斯佩森，之后被任命为卡罗林斯卡学院新成立的细胞生物学研究部门的负责人。
那么，我们现在已经知道了染色体是由脱氧核糖核酸（DNA）构成的，也知道了DNA是生物聚合物。但想要搞清楚它的功能，还要等待另一个研究成果的出现。
[1] 约翰尼斯·开普勒，德国天文学家、数学家，现代实验光学的奠基人，发现了行星运动的三大定律，被誉为“天空立法者”。
[2] 格奥尔格·威廉·弗里德里希·黑格尔，德国哲学家，德国19世纪唯心论哲学的代表人物之一，对包括马克思的历史唯物主义在内的后世哲学流派都产生了深远的影响。
[3] 阿尔布雷希特·科塞尔，德国生物化学家，因研究细胞化学蛋白质及核酸的工作，获1910年诺贝尔生理学或医学奖。
[4] 一般指维生素B4。
[5] 瑞典著名医学院，世界顶尖医学院之一，世界百强大学之一。
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