在百年中国遗传学发展史上，陈桢开创了在国立高等学校中执教遗传学课程之先河。他选择具有中国特色的金鱼作为实验材料，率先开辟了长达30多年的金鱼变异、遗传与演化之实验研究，为中国遗传学事业的初创与早期发展，作出了不可磨灭的贡献。
陈桢（Ch’en Chen），字席山（Shisan C. Chen），后改协三。1894年3月14日（阴历二月初八日）出生在江苏省邗江县瓜洲镇。
1912年，为了获得公费学习的资格，陈桢改入江西省铅山县籍，参加了在南昌举行的江西省公费考试。他以初试和复试皆名列榜首的成绩，进入上海中国公学院大学部预科学习，1914年转入金陵大学农科学习。1918年，陈桢以优异成绩毕业，获得金陵大学农林科首届农学士学位，留校担任育种学助教。
1919年夏，陈桢考取清华学校公费赴美留学资格，远渡重洋赴美留学。是年秋，陈桢进入美国康奈尔大学研究生院，兴趣未定。
1920年春，他转入哥伦比亚大学动物学系，跟随著名的细胞学家威尔逊（E.B.Wilson，1856—1936）学习细胞学和染色体的遗传理论等课程。1920年代，正是国际遗传学大师摩尔根（T.H.Morgan,1866—1945）的果蝇遗传学研究最为发达的时期，摩尔根在哥伦比亚动物学系讲授遗传学课程。陈桢在茫茫的学海中，改向选择了摩尔根遗传学作为研习的主要功课。
1921年夏，陈桢提前获得哥伦比亚大学硕士学位后，继续在果蝇实验室，跟随摩尔根等大师进行遗传学实验技术的深造。在这里，陈桢不仅学习并掌握了基本的杂交技术，还学会了把统计学分析与细胞学相结合的实验研究方法。就这样，陈桢成为在摩尔根的“蝇室”里学习并进行实验技术专门训练的第一位中国留学生。
1921年，在中国现代生物学的开山宗师秉志（1886—1965）和胡先骕（1894—1968）的大力倡导、积极提议并具体谋划下，刚刚由南京高等师范学校扩升并改名的东南大学，其农业专修科内诞生了国立大学中的第一个生物学系。1922年8月，陈桢回国后，应国立东南大学校长郭秉文（1880—1969）之聘担任生物系教授。在这里，陈桢率先担当起开设现代遗传学课程的重任。
在东南大学，陈桢首先确定使用导师摩尔根于1915年出版的《孟德尔遗传机制》和于1919年发表的《遗传的物理基础》等论著，作为讲授遗传学的基本教材。同时，他还将国外学者巴布考克和克劳森合编的《遗传学与农业文化的关系》一书，作为选学教材。
1923年起，作为最早在国内传播现代遗传学学者之一的陈桢，在中国科学社主办的综合性科学刊物《科学》杂志等期刊上，陆续发表《孟德尔略传》《遗传与文化》等文章，向读者系统地介绍孟德尔及其遗传学说，介绍现代遗传学在经济和文化上的重要意义。
1924年，陈桢根据在东南大学普通生物学讲习班上的两次讲授稿《生物学讲义》，将其数次修改后，作为大学教科书由商务印书馆出版，名为《普通生物学》。这是国内第一本由中国生物学家编写的、包含了当时全部生物学内容的中文版教科书。这本颇具中国本土特色的教科书，有关进化和遗传的内容占了整个篇幅的28%。
随着陈桢在东南大学率先开设起遗传学课程，遗传学知识也逐渐被纳入其他一些大学的生物学教科书中。例如，邹秉文（1893—1985）、胡先骕、钱崇澍（1883—1965）等学者于1923年合著的中国第一本大学植物学教科书《高等植物学》，就专门讲述了孟德尔的遗传定律。1925年夏，因东南大学欠薪二年，陈桢受当时清华学校生物学系主任、植物学家钱崇澍之邀聘，于当年9月担任该校大学部的生物学教授。
1926年，由于清华大学不能提供金鱼遗传实验的条件，陈桢又再次回到东南大学任教，并担任动物学系主任（此时东南大学的生物学分设成植物学系和动物学系）。同时，他还兼任中华文化教育基金会专聘的科学教授。后来，因为时局动荡，陈桢的教学和研究工作也随之多次调整。
1927年9月，国民党领导的北伐军打到南京后，接收了东南大学，遣散了全体教职员，陈桢由中华教育文化基金会调往北京，担任北京师范大学的生物学教授，并在该校生物学系讲授遗传学等课程。1928年8月，北伐军打到了北京，北京师范大学被接收，全体教职员遭遣散，陈桢应刚由东南大学改名的国立中央大学之聘任，再次南下担任生物学教授。
1928年夏，清华学校正式改为国立清华大学。时任清华大学校长罗家伦以建筑生物学馆之承诺，邀请陈桢再到清华任教，并主持系务工作。陈桢因当时已在中央大学上课，遂向清华校方提供生物系课程方案进行指导。翌年2月，陈桢第三次北上来到清华大学生物学系，担任动物学教授并兼任系主任。
从1929年到1952年，陈桢在清华园长达20多年的科学和教育生涯中，以其高尚的品格、渊博的学识和出众的才华，领导并发展了清华大学年轻的生物学系。面对当时国内高等学校的实验生物学教学和研究十分落后的情况，陈桢以清华大学1931年5月落成的生物学馆为基地，将发展实验科学作为办系的总方针，实验生物学作为在清华办学的总方向，引领全系的生物学教学和科研。
在清华生物学系当时设置的多门生物学课程中，陈桢主讲了普通生物学、普通动物学、系统动物学、无脊椎动物学、组织学、动物生理学、遗传学、细胞学、生物学史等多门课程。在遗传学教学中，他重点讲授了孟德尔遗传定律、遗传的数学基础、性别决定的遗传理论，以及突变理论等基本的遗传学内容。陈桢的生物学教学，不仅以“精而不多”授课方式，也以简明扼要、条理清楚、重点突出、系统明确和游刃有余的讲课风范，深受多届学生的欢迎。
到20世纪30年代，陈桢领导的清华大学生物学系，已经被国外不少学者认为当时中国的高等学校中讲授遗传学最为系统的一个生物学系。美国洛克菲勒基金会通过中华医学会，曾对清华大学生物学系提供了重要资助。中华医学基金会顾问、美国学者狄斯代尔（W. E. Tistale）在1933年的《中国科研机构访问记》中专门写道：“就其发展的潜力而言，清华大学的生物学系是目前我在中国高等学校中所能见到的最强的一个系。”
1920—1930年代，孟德尔—摩尔根的遗传学理论作为现代生物学中重要的基础知识，开始进入高级中学生物学教科书中。当时国内还缺乏合适的中文版本的生物学教科书，陈桢就利用收集到的大量适合中国国情的资料，在1924年编著的《普通生物学》基础上，于1933年编写出版了《复兴高级中学教科书·生物学》一书。该教科书内容十分丰富、章节编排合理、文笔流畅、图文并茂，很适合高中学生自学阅读。
1952年，受当时国内全盘学习苏联的影响，按照中央人民政府教育部颁布的第一个《中学生物教学大纲（草案）》之精神，陈桢编写的使用已长达20年的《复兴高级中学教科书·生物学》，被迫进行了大幅修正。该教科书在删除了重要的“遗传”篇后，仍然受到批判，最终停止印行不再使用。取而代之的是，全国所有的高级中学一律统一改上人民教育出版社新编写的宣传“米丘林生物学”的《达尔文主义基础》课本。
1950—1970年代毕业的许多中学生和大学生，面对当时国际上正在兴起并迅猛发展的遗传科学，仍然是一无所知。不少生物学教育工作者，对于1953年以“DNA分子双螺旋结构模型建立”为标志，兴起并蓬勃发展的分子生物学，更是一片茫然、无从知晓。
在其后的大学和中学的生物系教学与科学研究过程中，为了站稳三尺讲台，为了从事科学研究，他们不得不重新回炉进修，以多种学习的途径和方式，补学孟德尔—摩尔根遗传学和分子生物学的基础课程。
陈桢是我国最早从事遗传学实验研究的科学家。1922年夏，陈桢回国到东南大学任教后，随即利用从摩尔根“蝇室”带回的果蝇，继续“果蝇生殖细胞的成长与遗传性状的关联”之实验研究。半年后，不幸发生了一场大火灾，项目涉及到的设备与资料全都被烧光。在写信向美国同行请求捐助支援一些文献和研究资料暂时无果的情况下，他开始思考可否选用本国的生物材料继续做遗传学的实验研究。
根据孟德尔的遗传理论，从摩尔根的果蝇遗传学实验研究得到启发，陈桢清楚地认识到研究能否出成果，与实验材料的选择有很大关系。
经过认真考虑、细致观察和大量调查后，他认为，选择中国特产的金鱼作为遗传和变异的研究材料具有突出的三个优点：金鱼是各种生物中变异最多的一种动物，人工饲养的金鱼品种繁多，在外部性状上有许多明显可区分的变异；虽然金鱼每年只繁殖一次，但产卵量大，便于进行数理统计和分析；金鱼是体外受精的动物，容易进行杂交和人工控制。
陈桢在广泛查阅和收集古籍中有关金鱼变异的历史资料、大量调查和观察南京等地金鱼玩赏家们多年来收集的稀有品种标本的基础上，靠着极其简陋的设备，从1923年起，先后在东南大学、清华大学、中国科学院动物研究室（所），开始了长达30多年的金鱼的变异和遗传、起源和演化方面系统性的实验研究。
通过在不同品种的金鱼之间以及饲养金鱼与野生鲫鱼之间进行的一系列杂交实验，陈桢对金鱼和鲫鱼的外形变异进行了细致的观察、缜密的测量统计和全面的比较分析。他重点研究了金鱼鳍的各种形状、鳞的透明和五花、体色的蓝色和棕色等性状的遗传。
陈桢的金鱼试验场迎来了第一缕曙光。他先后在《科学》、《Genetics》等国内外著名的学术期刊上，发表了10多篇有关金鱼的遗传和变异、起源和演化等的重要研究论文。
1925年，陈桢将根据金鱼变异和遗传的初步研究结果，撰写成的首篇研究论文“Variation in External Characters of Goldfish”（中文名：金鱼外形的变异），发表在英文版的Contribution from the Biological Laboratory of the Science Society of China（《中国科学社生物研究所论文丛刊》）第1期上。
该论文不仅记述了大量观察到的事实，也查阅并引证了30多篇文献史料，第一次论证了中国特有的金鱼是从野生鲫鱼经过家化形成，世界各地的金鱼都从我国输出的。
同一年，陈桢在《科学》杂志发表的“金鱼的变异与天演”一文中写道：“现代遗传学者以为，凡是因为种细胞里的遗传的物质基本有了新改变，因而发生身体上的新变异，不论是小变异或是大变异，都可以叫做突变。
”这也是陈桢第一次用德弗里斯的新式“突变论”之学说，来解释金鱼性状变异的形成原因。1928年，陈桢在美国Genetics杂志上发表了“Transparency and Motling, a Case of Mendelian Inheritance in the Goldfish Carassius Auratus”（中文名：透明和五花，金鱼中的第一例孟德尔式遗传）之研究论文。
该研究论文是国际上第一次证明孟德尔定律也适用于鱼类的实例。陈桢在对金鱼体色的遗传现象的细心观察中，不仅对杂交实验数据进行了记录和统计，还做了配图的描述与透彻的分析，证明了透明鳞决定于纯合的突变基因型（TT），正常鳞决定于纯合的隐性基因型（tt），而五花鱼则决定于杂合的基因型（Tt）。
对于陈桢提出的“嵌合体”之说，国内有学者认为，这与18年之后的谈家桢（1909—2008），在亚洲异色瓢虫鞘翅色斑的遗传实验研究中观察到的“嵌镶显性”现象，有其异曲同工之妙。
1934年，陈桢又在Genetics杂志上发表了“The Inheritance of Blue and Brown Colours in the Goldfish, Carassius Auratus”之论文（中文名：金鱼的蓝色和棕色的遗传），证明了金鱼的蓝色体色是一对隐性遗传因子纯合型的表现，而棕色体色是四对隐性遗传因子纯合型的表现，首次证实了一对遗传因子和四对遗传因子的孟德尔式遗传。
陈桢在金鱼遗传学研究上所取得的这些重要研究成果，极大地震动了国际遗传学界，扫除了当时不少学者对孟德尔遗传定律是否也适用于鱼类的怀疑，证明了孟德尔遗传定律具有普遍的意义。美国和日本学者以后的鱼类遗传学研究，都深受陈桢的影响，故推崇他为国际鱼类遗传学研究的先驱。
陈桢的一生，不仅以卓越的研究成果为学术界所推崇，也以其对祖国的拳拳之心为人们所敬重。
1930年代前后，在中国高校中使用西文教材并用外语授课的现象比较普遍。面对西方文化的不断渗透，为了激发青年学生的民族自尊心，推动中国生物学的较快发展，陈桢提倡用中文讲课，讲中国的材料而不照搬外国的模式。在他编写的中学生物学教科书中，就选用中国的环毛蚯蚓来讲述环节动物，引证金鱼起源于鲫鱼、金鱼众多品种的形成等证据来讲述遗传学和进化论。
在抗战的艰难岁月里，他不畏艰辛、就地取材培养果蝇，继续遗传学研究，把自己和祖国的前途和命运，紧紧地联系在一起。1948年，在国立中央研究院评议会第二届第五次年会上，陈桢以“金鱼之遗传与演化及动物社会行为”等研究，获得25票的高票，当选为国立中央研究院的首届院士。1952年，因国内高等学校的院系调整，陈桢由清华大学调职入北京大学担任生物系教授。
在当时不能继续进行遗传学教学和实验研究的情况下，他把精力一方面投入到生物学研究人才的培养，另一方面开始转向对中国生物学史的潜心探讨。
1953—1956年期间，陈桢借助中国科学院主管的《生物学通报》，利用他在30多年的金鱼变异、遗传与进化的研究中挖掘出来的大量文献史料，撰写发表了《关于中国生物学史》等系列研究文章，开创了中国生物学史教育与研究的先河。
1954年，陈桢已经身患甲状腺癌及淋巴腺瘤等多种疾病。他对自己30多年的金鱼变异、遗传和进化的实验研究工作进行了全面总结。1956年，陈桢因甲状腺癌复发入住医院并全年在家养病，没有能够参加青岛遗传学座谈会。1957年11月15日，甲状腺癌的再一次复发，夺去了他的生命。
陈桢病逝之后，他所发表的金鱼遗传学研究的重要论文，以及有关动物行为学的研究文章，由其学生及助手李璞、夏武平、郑葆珊、崔道枋、汪安琦、陈宁生等人，经过细心翻译和汇集整理后，结集在《金鱼的家化与变异》一书中。该书凝结了陈桢毕生从事遗传学研究的主要成果，1959年由科学出版社出版后，成为遗传学研究领域中的重要经典性文献。
历史永远不会忘记，这位在中国现代遗传学的形成和早期发展中，做出了开拓性贡献的一代科学大师。