Từ năm 1910, các nhà di truyền học giả thiết rằng các nhân tố di truyền Mendel là gen. Gen định khu trong thể nhiễm sắc bởi vì tập tính của thể nhiễm sắc qua phân bào nguyên nhiễm, phân bào giảm nhiễm, thụ tinh thể hiện tập tính của gen, tức là của nhân tố di truyền Mendel qua các thế hệ. Nhưng các nhà di truyền tế bào cần chứng minh bằng thực nghiệm là các gen định khu và liên kết với thể nhiễm sắc.
Năm 1909, Thomas H.Morgan đã tiến hành nghiên cứu với đối tượng ruồi quả
(Drosophila melanogaster). Ruồi quả là đối tượng thí nghiệm lý tưởng về di truyền học do chúng dễ nuôi trong phòng thí nghiệm, sinh sản nhanh và trong thời gian ngắn có thể quan sát
được nhiều thế hệ con cháụ Hơn nữa, tế bào của chúng chỉ chứa 4 đôi thể nhiễm sắc (2n=8) trong đó có 3 đôi thể nhiễm sắc thường và 1 đôi thể nhiễm sắc giới, đối với ruồi đực là XY và
đối với ruồi cái là XX, do đó dễ dàng phân tích kiểu nhân (caryotip) của chúng. Một trong các
đặc tính rất quí của ruồi là qua các thế hệ con cháu rất dễ quan sát thấy thể đột biến về màu mắt, dạng cánh v.v.. Bằng nhiều thí nghiệm rất tỷ mỷ, Morgan đã chứng minh rằng đột biến về màu mắt ở ruồi quả là có liên quan đến thể thể nhiễm sắc X và giả thiết là gen qui định màu mắt là định vị trong thể nhiễm sắc X.
Khi quan sát các quần thể ruồi quả, Morgan nhận thấy có nhiều ruồi đực mang mắt trắng trong lúc đó ruồi dạng dại mang mắt đỏ. Ruồi đực mắt trắng là dạng đột biến : khi đem lai ruồi đực mắt trắng với ruồi cái mắt đỏ (dạng dại) thì cho F1 toàn ruồi mắt đỏ. Như vậy, mắt trắng là tính trạng lặn so với tính trạng mắt đỏ. Khi đem lai các ruồi mắt đỏ F1 với nhau Morgan quan sát thấy sự phân tính đặc biệt ở F2 : tất cả các ruồi cái đều mang mắt đỏ, trong lúc đó ruồi đực có 1/2 là mắt đỏ và 1/2 là mắt trắng. Morgan đã giảđịnh là ở ruồi quả tính di truyền của màu mắt là có liên quan đến thể nhiễm sắc giới tính cụ thể là gen qui định màu mắt
định vị trong thể nhiễm sắc X. Như vậy, gen qui định màu mắt có 2 alen: alen W là alen đột biến (lặn) và alen dại W+ (trội).
Ruồi cái (kiểu gen XX) nếu mang 2 alen W+ W sẽ là ruồi cái mắt đỏ (vì alen W+ trội qui định mắt đỏ). Nếu chúng mang 2 alen WW sẽ là ruồi cái mắt trắng (vì alen W là lặn qui định mắt trắng).
Đối với ruồi đực XY, vì X không có alen tương ứng (thường được gọi là bán hợp tử - hemizygote) cho nên ruồi đực chỉ cần mang một alen W+ sẽ có mắt đỏ và khi mang một alen W sẽ có mắt trắng.
Ta hãy xem xét các công thức lai mà Morgan đã thí nghiệm dưới đây sẽ thấy rõ giả thiết của Morgan:
Di truyền các tính trạng do các gen định vị trong thể nhiễm sắc giới tính được gọi là di truyền liên kết giới tính. Đối với người di truyền các tính trạng bệnh mù mầu, bệnh máu khó
đông v.v. đều liên kết giới tính, tức là các gen qui định các bệnh đó đều định vị trong thể
nhiễm sắc X.