W 1744 Gleditsch został pełnoprawnym członkiem Berlińsko-Brandenburskiej Akademii Nauk oraz członkiem Niemieckiej Akademii Przyrodników Leopoldina. W 1746 został profesorem w zakresie anatomii, botaniki i medycyny w kolegium medyczno-chirurgicznym i dyrektorem Ogrodu botanicznego w Berlinie. W ogrodzie tym później przeprowadzał doświadczenia w zakresie płciowego rozmnażania roślin, roli owadów w zapylaniu oraz wpływu czynników klimatycznych na rośliny. W 1746 otrzymał propozycję pracy w Ogrodzie botanicznym w Petersburgu za pensję 2000 rubli. Po podwyższeniu przez Fryderyka II pensji o 200 Reichstalerów Gleditsch zdecydował się jednak zostać w Berlinie.
Gleditsch zasłynął z „experimentum berolinense”. Mianowicie w ogrodzie botanicznym znajdowała się palma daktylowa, która została nabyta przez Fryderyka II Wielkiego i nigdy nie zawiązała owoców. W kwietniu 1749 roku Gleditsch kazał sprowadzić kwitnącą gałąź męskiego okazu palmy daktylowej do Berlina z rodzinnego Lipska z tamtejszego ogrodu botanicznego. Wykorzystał ją do zapylania kwiatów palmy, która kilka miesięcy później po raz pierwszy wydała obfite owoce. W tym eksperymencie zademonstrował rozmnażanie płciowe roślin. W latach 1754–1764 poświęcił się wyłącznie swoim publicznym posadom nauczycielskim.