1937年，怀揣着“科学救国”的理想，谈家桢毅然放弃国外优越的科研条件，在浙江大学校长竺可桢的邀请下回国任教。面对导师的挽留，谈家桢真诚地表示：“中国的遗传学底子薄，人才奇缺。要发展中国遗传学，迫切需要培养各个专业的人才。因此，我尽可能多地接触各个领域，多获得各方面的知识。我，是属于中国的。”

回国不久，抗日战争全面爆发，浙江大学生物系的师生几经辗转，最终迁移到贵州湄潭县城的一个破旧祠堂里。在此后的很长一段时间里，这个祠堂就是生物系唯一的“实验室”。当时的科研条件极其恶劣，没有电灯、没有自来水……然而，这些困难并未阻挡谈家桢的脚步。他带领学生白天进行野外采集，晚上在昏暗的煤油灯下对着显微镜观察，甚至自己动手挖地窖、烧火，以替代实验所需的冰箱和恒温箱，以惊人的毅力克服重重困难。

经过日复一日的细致研究，他发现异色瓢虫的色斑遗传并非简单的“非此即彼”，有些后代的色斑表现出一种独特的“镶嵌”模式。这一发现似乎挑战了当时经典遗传学的认知。在科学的十字路口，他没有选择视而不见，而是以惊人的耐心对大量瓢虫进行了观测和记录。1944年，谈家桢以严谨的态度和大胆的假设，提出这是一种全新的遗传现象，并称其为“镶嵌显性”。

1945年至1946年间，谈家桢应邀赴美国哥伦比亚大学担任客座教授，对“镶嵌显性”现象的规律作了更深入的研究，并于1946年正式发表了论文《异色瓢虫色斑遗传中的镶嵌显性》。这一成果不仅丰富和发展了“现代遗传学之父”摩尔根的遗传学说，更在国际遗传学界引起巨大反响，为中国科学家赢得了崇高的荣誉。

1952年，全国高校院系调整，谈家桢由浙江大学调至复旦大学，担任生物系主任。从此，他将全部心血倾注于学科的建设与发展。在条件异常艰苦的年代，他带领师生在极其有限的资源下，硬是闯出了一条路。数十年间，他先后创办了中国第一个遗传学专业、第一个遗传学研究所，并成立了全国首个生命科学学院。

谈家桢曾说：“我一生没有金钱，最大的财富就是学生。”在他看来，教育与科研同样重要，培养人才才是中国遗传学发展的根本。他反对“家长式”的教育方式，坚信“死死捆住学生的手脚，培养不出有出息的人才”。因此，他格外注重调动学生的主动性，鼓励他们独立思考、勇于探索。

在教学实践中，谈家桢着重抓住三点——即打牢基础知识、掌握基础理论、熟练基本实验技术。他认为，只有把基础打好了，才能在未来的科研道路上具备更强的适应力与独立工作能力。他的课堂逻辑清晰、重点突出，不仅生动有趣，更善于从学科发展的历史脉络切入，帮助学生理解复杂的生物学原理，并从科学发展的经验与教训中汲取智慧。

在数十年的教育生涯中，谈家桢始终以严谨的科学态度和高尚的思想情操感染学生。他不仅传授知识，更以人格魅力和对祖国的赤诚，点燃了一代又一代青年的科学理想。他倾尽毕生心血，为祖国培养了大批优秀的遗传学人才，使中国遗传学事业后继有人、薪火相传。