提出了一基因一酶假说。基因突变会引起酶的改变，从而阻断了这个酶所催化的生化反应，造成突变型对被阻断的生化反应的产物的需要和依赖。认为基因控制性状的本质是每个基因控制了一种酶的合成。进而控制生化反应、代谢、形状。
B.eadle和Tatum用辐射（如X射线或紫外线）照射正常红色面包霉孢子以提高其突变率。由于大多数突变是有害的，所以可期望的许多孢子将不能在基本培养基上萌发；基本培养基只含有正常红色面包霉生存和生长所必需的、最低限度的营养成分。这样就可以鉴别发生的孢子类型，把这些在基本培养基上不能生长的孢子接种到限制培养基上：添加了能够使特定突变体生长的物质，就可以选择特定的突变体。例如，某种突变体只能在含有维生素B的培养基上才能生长，这就说明该突变体中合成维生素B的代谢发生障碍。
在鉴别了大量突变体之后，Beadle和Tatum对它们一一作了遗传杂交分析。分析的结果表明，代谢障碍和基因分离有着直接的关系，代谢障碍可以看作是基因突变的结果。因此，Beadle和Tatum得出结论：基因突变引起酶的改变，一个基因控制着一个特定的酶。 修正为一基因一多肽假说。
一基因一酶学说首先阐明了基因是通过对酶的控制来决定生物的性状的，后来从许多生物钟都发现很多酶的缺陷是由于单个基因的突变引起的。现在我们知道一基因一酶说并不是很准确的，因为基因所编码的蛋白的功能是多样的，不只是酶这种形式，还有许多酶是二聚体或四聚体的，而其中的每一个亚单位都是由一个基因决定的，例如血红蛋白是脊椎动物血液中的一种蛋白质，它很容易和氧分子结合，血红蛋白分子由四个亚基组成，其中2个α多肽，两个β多肽，因而需要两个基因来产生一个有功能的血红蛋白分子，这样将一基因一酶的概念变成了一基因一多肽的概念就更为准确。