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플레밍은 [[로스토크]] 대학에서 [[의학]]을 전공하고 1868년 졸업하였다. 그 후 1870-1871년에는 [[프로이센-프랑스 전쟁]]에서 군의관으로 일했다. 1873년부터 1876년까지 플레밍은 [[카를로바 대학교]]에서 교수직을 맡았으며, 1876년에는 키엘대학의 해부학 교수가 되었다.
플레밍은 [[아닐린]] [[염료]]를 이용하여 세포를 염색한 결과, [[호염기성]] 염료에 진하게 염색되는 물질이 세포에 존재한다는 사실을 발견하고, 이 물질을 [[염색질]]이라고 명명했다. 그는 그 물질이 [[세포핵]]에 있는 실 모양의 물질과의 관련성을 규명했다. 이 실 모양의 물질은 나중에 [[염색체]]로 밝혀진다.
그는 [[세포 분열]] 과정에서 염색체가 각각의 딸세포로 나뉜다는 것, 즉 [[유사 분열]]을 발견하였다. 그러나 그 나뉜 염색체가 동일한 염색체라는 사실([[염색 분체]])는 발견하지 못했다. 플레밍은 [[도룡뇽]]의 [[지느러미]]와 [[아가미]]의 세포를 관찰하여 [[유사 분열]]을 연구하였으며, 1878년에 이에 대한 연구 내용이 발표되었다.<ref>{{cite web|url=http://www.schriften.uni-kiel.de/Band%203/Flemming%20(23-27).pdf |title=Flemming, W. Zur Kenntniss der Zelle und ihrer Theilungs-Erscheinungen. In: Schriften des Naturwissenschaftlichen Vereins für Schleswig-Holstein 3 (1878), 23–27. |format=PDF |date= |accessdate=2010-03-16}}</ref> 그의 저서 ''Zellsubstanz, Kern und Zelltheilung''에도 이 연구 내용이 실려있다. 그는 연구 결과, 모든 핵는 다른 핵으로부터 생긴 것(''omnis nucleus e nucleo'')이라고 주장하였다.
[[파일:Flemming1882Tafel1Fig14.jpg|thumb|upright|플레밍의 저서 ''Zellsubstanz, Kern und Zelltheilung''(1882)에 수록된 [[도룡뇽]] 세포 [[염색체]]의 모습.]]
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플레밍은 [[멘델의 유전법칙]]을 몰랐기 때문에, 그는 자신이 연구한 것을 유전과 연관짓지는 못했다. 20여년이 지난 후에야 플레밍이 발견한 것이 멘델의 법칙과 일치한다는 사실을 알게 되었다. 그가 유사분열과 염색질을 발견한 것은 인류 역사상 최고의 100대 발견으로도 꼽히며,<ref>[http://carnegieinstitution.org/cover/top_100/ 100 Greatest Discoveries - Carnegie Institution<!-- bot-generated title -->] at carnegieinstitution.org</ref> [[세포생물학]]의 10대 주요 사건으로도 꼽힌다.<ref>[http://science.discovery.com/convergence/100discoveries/big100/biology.html The Science Channel :: 100 Greatest Discoveries: Biology<!-- bot-generated title -->] at science.discovery.com</ref>
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