反应、表达生物性状、以及实现自我复制等问题，只是在彻底弄清DNA三维结构（基因的具体形态）后才有可能解答。
二DNA双拐旋结构模型的发规模型是人为摹似自然现象物态相似的一种认识方法，它是对自然界宏观客体或微观世界客观对象的模仿。依据客观对象的规模和大小，人们借助有关理论的指导，可以按比例缩小或放大原型的尺寸制造模型，可以间接地研究原型的规律。在生物界用动物等实物模拟人的生理生化或病理过程，以弄清人的生理或病理机制。但是，模拟自然现象的模型无论是缩小或放大，都能近似或比较近似地再现对象实体，符合原型的规律。通过思维设计放大的微观模型，需要严格验证，必须将模型与用理化手段取得的实物图象或用其他方法来检测，以证实模型的确实性。从这个意义上讲，模型是对自然现象的一种人为仿制品。
模拟自然现象的模型，它的作用在于：第一，给人以感性直观的明晰性、简洁性的认识。第二，使人们直接研究参与构成模型各种因素及其矛盾关系，找出它在模型中的作用和由此产生的种种效应，并将这种认识应用到原型上，第三，根据这种认识，用来解决原型中出现的种种问题。所以模型在人们认识自然和解决问题过程中起到了中介的作用。
任何模型都是解决实际对象中出现的种种问题而制造的，水库模型为求得相似条件下有关因素的各类参数，据此可作为实际设计的参考根据。建立DNA模型时需要考虑这个模型的设计不是单纯地建立它的化学结构，还要考虑它必须具备遗传物质的生物学特性。按照这个要求，这个模型至少要解决这样一些问题：第一、模型要反映出具有携带和传递遗传信息的功能；第二，模型能说明DNA自我复制机制；第三，模型能说明引起生物突变的原因；第四，模型必须符合化学规律，特别是要符合查哥夫规则。总之，这个模型应是实实在在的基因的反映或基因的模式。沃森和克里克正是出于这种认识，提出了DNA双螺旋模型。
50年代初，人们已普遍肯定DNA是生物的遗传物质。为搞清楚DNA的机制，需要先弄清楚DNA的化学组成和它的三维结构。这两者对了解基因（DNA）的性质是个关键问题。
1951年春天，沃森在那不勒斯参加生物大分子会上看到威尔金斯的DNA结晶体X衍射图象，给他以极深刻的印象，他认定了这张照片将能成为“解决生命奥秘的钥匙”埃森：
《双螺旋》，中文版第20页）。这张照片表明DNA是一种可用简单方法来测定的有规则的结构，因为它能结晶。这就解除了沃森原先认为基因有异常不规则结构的思想顾虑。
在这之前，美国的鲍林已成功地建立了蛋白质X螺旋结构模型，鲍林建立这个模型时不完全依靠X衍射图谱，他更着重探讨原子间的相互关系，制造了一组分子模型（沃森称它象儿童玩具的模型），然后用X衍射图数据来检验模型的效果，并从理论上证明这两者的一致性。鲍林制造模型的举动引发沃森和克里克也想用同样方法来建立DNA分子结构模型。沃森说：“我们看不出为什么我们不能用同样的方法解决DNA问题！我们只要制作一组分子模型，开始摆弄起来就行了”（同前书第30－31页）。当鲍林建立蛋白质a螺旋模型时，探讨每条蛋白质多肽链都由自身基团间的氢键自主地折叠成螺旋状的情况，他注意到每条氨基酸借助氢键连接起来，并固定在各自的位置上。这个发现至少成为启发沃森等人在探讨DNA分子多维度时的重要方法。
沃森和克里克初步设想：因DNA是结晶聚合体，它可能是一种含有许多核音酸并作有规则直线排列的东西，因为DNA的糖和磷酸骨架是非常有规则的，这种情况能最好解释DNA分子结构。可是威尔金斯根据DNA衍射图谱指出：DNA分子直径比一条单一核音酸链直径大，所以DNA分子可能是一个包括有几条绕在一起的多核昔酸链的复杂螺旋。
此后，沃森和克里克认识到DNA分子的特异性应是碱基的差别，而它的糖和磷酸都是共同的，核音酸之间的联系只与糖和磷酸相关。于是他们又假设有一种相同的化学键联结着所有的核青酸，它的分子结构表现为糖和磷酸的有规则性和碱基顺序不规则性的混合体（作这样的安排为的是体现基因的多样性）。但克里克认为制作模型先要弄清楚DNA分子核音酸链的数目，从衍射图谱上看，可能是两条、三条或四条多枚着酸链。于是他们设想DNA是以糖和磷酸骨架为中心、多枚苛酸链排列在外面的结构。51年冬天，他们着手建立模型，先把模型搭成几条多孩背酸链围绕着糖和磷酸骨架的形状，并假定多接管酸链之间借助盐键联结起来。理由是盐键的“两价正离子如Mg——可以维系两个或更多的磷酸基团”（同前书第54页）。但是因这个设想在DNAX衍射图中没有看到两价正离子的镁或钙，所以假定镁或钙离子嵌进了糖和磷酸骨架中，他们专门设计了模型中磷酸h图滚形状，制作成由三条多核青酸链纠缠在一起的螺旋模型，并确定沿螺旋轴每隔28A绕一周。他