血液中的抗体或负责肌肉收缩的蛋白质一般，酶也是蛋白质。因此，研究蛋白质的结构和合成，成为生物化学家的主要目标之一。在20世纪初发展起来的第二个生物学学科是遗传学。在1900年许霍·德弗里斯、卡尔·科伦斯和重新发现了孟德尔实验后，逐渐开始成形。托马斯·亨特·摩尔根于1910年透过着名的模式生物果蝇（"Drosophila melanogaster"）的研究，更促使遗传学展开基因层级的发展。不久之后，摩根证实基因位于染色体上，并在接连的研究当中，与众多其他研究小组一起证实了基因在生物体生命和发育中的重要性。