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童第周出生于[[大清]]浙江鄞縣（今属[[宁波]]鄞州）一个农民家庭。17岁时以插班生考试录取者中最后一名身份进入[[宁波效实中学]]就读，后以第一名的成绩毕业。随后入[[上海]][[复旦大学]]就读，于1924年获[[心理学]]学位。

1927年入[[国立中央大学 (南京)|国立中央大学]]生物系担任[[蔡翘]]教授的助教。之后又于1930年赴[[比利时]][[法语布鲁塞尔自由大学|布鲁塞尔自由大学]]留学，1934年获得[[动物学]]博士学位。

[[文昌鱼]]在[[生物进化]]中占有重要地位，是[[脊椎动物]]的祖先。童第周领导的研究小组首先在青岛解决了文昌鱼的饲养、产卵和人工授精的技术，为系统研究文昌鱼的胚胎发育奠定了基础，并利用显微技术对文昌鱼胚胎发育机理进行了一系列的研究，对文昌鱼卵的发育能力提出了很重要的修正意见，在国际上受到重视。童第周等所证明的文昌鱼卵这些早期发育特点，进一步论证了文昌鱼在进化上的地位是介乎无脊椎动物和脊椎动物之间的过渡类型。这方面工作也支持了他后期关于核质关系研究的论据。他在两栖类（蟾蜍和黑斑蛙）胚胎发育的研究中，明确指出了胚胎发育的极性现象，从而证明这种感应能力是由一种未知的化学物质，通过细胞间的渗透作用，诱导和决定胚胎纤毛的运动方向。

====细胞遗传研究====

童第周对鱼类的胚胎发育能力和[[细胞遗传]]的研究也做出了卓越的贡献。他在40年代开始的实验结果中就证明了在金鱼的卵子中，赤道线以下植物性半球的一边，卵子含有一种有关个体形成的物质，它在发育的早期由植物极性逐步流向动物极性，是形成完整胚胎不可缺少的物质基础。他在这方面的论文是鱼类实验胚胎学方面的重要历史[[文献]]。