El desarrollo de la química de los colorantes sintéticos a mitad del siglo XIX proporciona una nueva herramienta a la Citología: las células transparentes pueden ser teñidas para resaltar detalles, antes invisibles incluso al microscopio.

• Walther Flemming (Alemania; 1843 - 1905) observa el núcleo de una célula durante su proceso de división, en el que se produce una condensación de materia, previamente coloreada, en fragmentos filamentosos; estos fragmentos se denominan posteriormente cromosomas (= "cuerpos coloreados") y el proceso de división, mitosis ("mitos" = "hilo").

• Edouard van Beneden (Bélgica; 1846 - 1910) muestra que el número de cromosomas es constante en todas las células de cada organismo y su número es característico de la especie; en el proceso de división de las células sexuales, denominado meiosis ("meio" = "menor"), no se produce duplicación de los cromosomas, por lo que estas células reciben sólo la mitad del número normal de cromosomas.

• Walter Stanborough Sutton (EE.UU.; 1877 - 1916) relaciona las observaciones de la división celular con las leyes de la herencia y afirma que los cromosomas se comportan como los factores que transmiten la herencia:
  • Cada célula tiene un número de parejas de cromosomas que reproducen los caracteres al pasar a una nueva célula, ya que su número se mantiene.
  • En las células sexuales, cada una sólo recibe la mitad del número de cromosomas, que se vuelve a recuperar en la fecundación.
  • El nuevo organismo posee el mismo número de cromosomas, pero la mitad corresponde a cada uno de sus progenitores.
  • La mezcla de cromosomas puede hacer aparecer caracteres recesivos y dar lugar a variaciones sobre las que puede actuar la selección natural.

El "factor" de Mendel se convierten en un gen (parte de los cromosomas que contiene un factor hereditario); el conjunto de genes de un organismo se conoce como genoma.