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在本世纪初人们最初只发现互交的结果，产生相同的后代，并没有考虑到和性别之间有什么联系。第一个例外的情况是在1906年由唐卡斯特（Doncaster, L）和雷纳（Raynor, G. H.）发现的，他们研究鹊蛾（Abraxas）翅的颜色，用两种不同品系：一种是亮白色（dw），一种是暗白色（DW），正交表明亮白为隐性；反交结果表明翅的表型和性别有联系，雌性后代的表型和父亲相同，雄性后代的表型和母亲相同（图2-17），如何解释这个结果呢？在解释前我们再考虑另一个例子。
贝特森研究了小鸡羽毛的遗传，一个品系是芦花的，另一品系是单一颜色（非芦花），不难看出，在正反交中和上例的结果一样（图2-16）。美国的科学家摩尔根（Morgan, T. H）根据自己的实验和敏锐的洞察力对以上的结果作出了令人信服的解释。他是一位胚胎学家，最初（1903年）摩尔根相信孟德尔的定律是正确的，不久由于他所进行的家鼠和野鼠的杂交实验结果显得毫无规律，使得他越来越怀疑孟德尔定律，但随着果蝇实验的成功，他不仅转变了自己的观点。而且逐步成为摩尔根学说最杰出的代表人物，1909年他开始研究果蝇的遗传。果蝇易于培养，本身具有一些容易识别的性状，如眼色、体色、翅形、刚毛的形态等，生活周期短（图2-18），产生的后代多，这些优点使得果蝇作为一种遗传学研究材料要优于植物和高等动物。果蝇的应用是摩尔根成功的重要因素之一。
正常果蝇的眼色是红色的，摩尔根发现了一只白眼的雄果蝇，当他将这只雄果蝇和红眼雌果蝇杂交后所有F1后代都是红眼，表明白色这个等位基因是隐性的。将F1红眼果蝇互交，获得了F2代，其红眼与白眼之比为3：1，但白眼都是雄的，红眼果蝇中雌雄之比为2：1，这是怎么一回事呢？
摩尔根为了收集更多的资料，又将雄性白眼与上述杂交产生F1红眼雌性、红眼雄性、白眼雌性、白眼雄性四种后代。他又将第一组反交，结果性后代全为红眼，雄性后代全为白眼，这个结果和鸡羽毛及蛾翅的遗传非常相似，所不同的是在鸡和蛾子中，当雄性亲本带有隐性等位基因时，后代的性状和性别与亲代的情况正好相反，而在果蝇中，当雌性亲本带有隐性性状时，才出现这种情况。
摩尔根根据这些资料，首先假设X和Y染色体决定果蝇的性别，这样雌体在减数分裂产生的卵中都含有X染色体，雄性中虽然X和Y染色体异形，但也像同源染色体一样联会和分离，这样在雄性中可以产生两种类型的配子，分别含有X和Y染色体，而雌性只产生一种配子含X染色体，当含X染色体的精子和卵结合就产生XX型的合子，发育为雌性；当含Y染色体的精子和卵结合就产生XY型合子，发育成雄性。他的第二个假定是白眼和红眼是一定等位基因控制的性状，这对基因中的一个仅位于X染色体上，Y染色体上是没有的，这样雌性有一对等位基因，而雄性只有一个。这样的大胆假设十分完美地解释了实验获得的各种结果。在白眼雄性和红眼雌性杂交中，F1代都是红眼，表明红眼等位基因是显性，我们可以用W来表示红眼，w表示白眼，用XW和Xw表示它们位于X染色体上，那么前面的杂交就可以用图2-19表示。
有些生物，如哺乳动物果蝇等，在雌性中两条性染色体是同形同配性别（homogametic sex）；在雄性中两条性染色体是异形的，称为异配性别（heterogametic sex）。在另一类生物，如在鸟类和鳞翅目昆虫中，相反的雄性中有两条同形的性染色体，为同配性别；雌性为异配性别，用摩尔根的假设也可以得到同样完满的解释（图2-20）。
摩尔根的解释虽然发现了性连锁这样一个重要的规律，但仍是一种推理，还不能为Sutton-Boveri学说作为直接的依据。