20世紀初，人們重新發現孟德爾遺傳規律後，打開了一個沉悶局麵，遺傳研究領域內掀起了研究基因的熱潮。科學家們開始各顯神通，進行各種各樣的研究。有的順著孟德爾思路繼續著植物雜交實驗，試圖找到更多的、有規律性的東西；有的則試圖尋找遺傳因子的藏身之處。這一時期，人們有很多重要發現：比如孟德爾所說的遺傳因子躲在哪裏，就已經被發現了。
孟德爾的學說與20世紀初就已經建立起來的細胞學說，攀上了親家，依托細胞學的成就，生物學的研究出現了新的飛躍。這一切，都得從羅伯特·胡克說起。
在孟德爾發現遺傳規律200年之前，英國醫生羅伯特·胡克發現了細胞。
1665年胡克用自己設計、製造的顯微鏡觀察軟木薄片時，發現它是由許多極小的“房間”連接而成的。他把軟木薄片上的“小房間”叫做“細胞”。這位醫生在觀察軟木薄片和提出“細胞”這個詞的時候，根本沒有想到他的發現會把生物學家引導到生物組織的一個更基本的水平上。在這個水平上，所有的生物結構都可以歸納到一個共同的起源。
在這以後的150年中，生物學家逐漸明白了所有生物都是由細胞構成的，每個細胞都是一個獨立的生命單位。有些生物隻由一個細胞構成，較大的生物體則是由許多相互合作的細胞組成的。到了1838年和1839年，德國的施萊登和施旺分別指出“一切生物機體都是由細胞構成的”以後，對細胞的研究才掀起了高潮。
組成生物的基本單位是細胞，那麼遺傳因子如果存在，就應該存在於細胞中。
人們已經知道，體形大的生物體的細胞並不比體形小的生物體的細胞大，隻不過大生物體的細胞數目比小生物體的多罷了。典型的植物細胞或者動物細胞的直徑約5～40微米，而人的眼睛隻能分辨出直徑在100微米以上的東西，因此人的眼睛一般看不到細胞，它們隻有在顯微鏡下才能被人們發現。
通過顯微鏡觀察，人們發現，細胞內部有一個區域的物質比周圍的物質要致密，好像被周圍物質包裹的“核心”一樣，於是就稱之為“細胞核”。如果把一個單細胞生物人為地分成兩半，使其中一半含有完整的細胞核，另一半不含核，那麼有核的一半就能分裂、生長，另一半則不能。這樣，人們就認識到，細胞核在細胞分裂中是非常重要的。
細胞可以通過“分身術”由一個變成兩個，由兩個變成四個。而細胞核在細胞分裂中是如何變化的呢？在很長一段時間內，這成了國際性的難題，因為細胞幾乎是透明的，在顯微鏡下也看不清楚裏邊有什麼。後來發現，有些染料能把細胞的某些部分染上色，而其他部分卻染不上。這樣情況開始好轉了。例如，有一種從蘇木中提取到的蘇木精，就能使細胞核染成黑色，使它在整個細胞中變得十分清晰。