X染色体与Y染色体
繁衍这个话题，如果认真思考就会发现其实是一个相当难的问题，也是生物的未解之谜之一。在微生物（单细胞生物）的世界里，一般是通过自身细胞分裂的无性繁殖来增殖。也就是一种克隆。
但细胞分裂在达到一定次数之后将无法继续分裂，此时就需要和其他细胞交换DNA。这被称作“接合”。并不是所有细胞都可以作为接合的对象，必须选择和自己不同种类的细胞。这就是对于微生物而言的性。
但如果用人类的观念来理解微生物的繁衍，一定会觉得奇怪。因为它们的“性别”有很多种。草履虫的性别甚至可以多达16种。生物的性别只有雌雄两种，这究竟又是谁决定的呢？
而对于包括人类在内的多细胞生物来说，性别就是雌雄两种。
为什么性别只有两种呢？这是由基因决定的。决定性别的基因都位于同一个染色体上，叫作“性染色体”。性染色体以外的染色体叫作“常染色体”。
性别的决定分为四种情况：一种是以雌性为标准的两种情况；另一种是以雄性为标准的两种情况。这里提到的标准，是指作为基础的基因组。人类是以带有X染色体的基因组为标准的，二倍体且为X染色体的纯合子（XX）的人类就是女性。
而人类的男性则是X染色体与Y染色体的杂合子（XY）。在人类之外，绝大多数的哺乳动物和包括果蝇在内的部分昆虫，都是这种情况。简而言之，以雌性的基因组为基础时，位于Y染色体上的基因能够将身体性别决定为男性。
以雌性的身体为基础，形成雄性身体的模式叫作雄性杂合子（XY型）。人类的Y染色体上有着能打开身体男性化开关的基因，叫作“Y染色体性别决定区基因”（SRY基因）。
◆决定性别的四种模式
SRY基因合成的蛋白质可以写作SRY，同时因为它在被发现前就已经得名，所以也被称作精巢决定因子（TDF）。诚如其名，在小鼠实验中，如果让TDF蛋白质在XX的受精卵中表达的话，小鼠就会产生精巢，变为雄性；从XY的受精卵中敲除SRY基因（让其无法发挥功能），小鼠就会变为雌性。
Y染色体可能是从X染色体演变而来的，尤其在哺乳动物身上，Y染色体更是呈小型化的趋势，一部分啮齿类（老鼠的近亲：奄美裔鼠、德之岛裔鼠、鼹形田鼠等）甚至失去了Y染色体。也就是说，只有X染色体这一条性染色体。这也是雄性杂合子的一种，叫作XO型。其他如草蜢、蜻蜓一类的生物也属于XO型。XO型同时也失去了SRY基因，应当有其他的基因取代了它，但目前还不清楚具体是什么。
与雄性杂合子（XY型、XO型）完全相反的模式就是雌性杂合子。雌性杂合子的性染色体分别为Z染色体和W染色体。Z染色体的纯合子是雄性，Z染色体和W染色体的杂合子（ZW型）或是只有一条Z染色体的情况（ZO型）都是雌性。
严格地说，Z染色体和X染色体没有区别，但为了避免混淆，所以使用Z和W来标记。通过ZW型来决定性别的生物有鸟类、爬虫类、两栖类、部分鱼类、鳞翅目（蝶、蛾等昆虫），ZO型则有蓑蛾和石蛾等。雌性杂合子（ZW型、ZO型）的性别决定机制目前不明，也尚未发现类似雄性杂合子的SRY基因一样的基因。
决定苍蝇眼睛颜色的基因
性染色体上除了性别决定基因之外，还有其他多种基因。这些基因的突变会随着性别一起表达。这被称作“伴性遗传”。在后文提及的摩尔根的实验中决定果蝇眼睛颜色的基因就属于伴性遗传。
大家可能经常在讨论人类的疾病时会提到伴性遗传。这也是因为突变的影响往往是劣势遗传。在这里再次重申，“遗传中的优势/劣势”的说法多少有些不恰当，并不意味着功能上有优劣之分，仅仅意味着基因更容易表达/不容易出来（“显性/隐性”的说法更加准确）。
