У кошачьих, как и у людей, самки имеют два гена Х, самцы - один Х, один Y. За черный окрас отвечает ген Xa, за рыжий - Хb. Черепаховый окрас определяется сочетанием этих двух генов: XaXb. Раз два Х, то черепаховый котенок - девочка.
Черная кошка обладает генотипом XaXa (который определяет черную окраску), а раз у котенка есть ген Xb, то он должен присутствовать и у отца. Генотип отца - XbY. Xb отвечает за рыжий окрас, Y за окрас не отвечает вовсе. Фенотип отца - рыжий.
Черные котята могли родится только с генотипом XaXa или XaY. Поскольку ген Xa у отца отсутствует, то возможен только второй вариант. Черные котята - мальчики.