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摩尔根毕生从事胚胎学和遗传学研究，在孟德尔定律的基础上，  创立现代遗传学的“ [[ 基因理论 ]] ”。曾对多种生物（包括许多种 [[ 海洋生物 ]] ）和生物学问题进行研究；利用果蝇进行遗传学研究，发现了染色体是基因的载体，确立了伴性遗传规律。并发现位于同一染色体上的基因之间的连锁、交换和不分开等现象，建立了遗传学的第三定律 —— ----[[ 连锁交换定律 ]] 。把400多种突变基因定位在染色体上，制成染色体图谱，即基因的连锁图。于1928年出版了 [[ 《基因论》 ]] （The Theory of the Gene）专著，对基因这一遗传学基本概念进行了具体而明确的描述。 他创立的基因理论实现了遗传学上的第一次理论综合。在胚胎学和进化论之间架设了遗传学桥梁，推动了细胞学的发展，并促使生物学研究从细胞水平向分子水平过渡，以及遗传学向生物学其它学科的渗透，为生物学实现新的大综合奠定了基础。此外，还荣获英国皇家学会授予的达尔文奖章（1924年）和科普勒奖章（1939年）。其作品涉及生物学的几个重要领域，主要有《进化与适应》、《实验胚胎学》和《胚胎学与遗传学》、《基因论》等。