Trong quá trình phân bào giảm nhiễm tạo giao tử,
- Các NST kép trong cặp tương đồng, tổ hợp tự do trong kì giữa 1, ví dụ: Cơ thể có kiểu gen AaBb, sau khi nhân đôi → tạo thành các NST kép chứa các alen AA, aa, BB, bb. Các NST kép này tổ hợp tự do theo cách:
Trường hợp 1: AA xếp cùng phía với BB và aa cùng phía với bb → 2 tế bào con sau giảm phân 1 là (AABB) và (aabb) → sau Giảm phân 2 tạo giao tử AB và ab.
Trường hợp 2: hoặc AA có thể xếp cùng phía với bb và aa cùng phía với BB → 2 tế bào con sau giảm phân 1 là (AAbb) và (aaBB) → sau Giảm phân 2 tạo giao tử Ab và aB.
O kì sau 1 và kì sau 2, các NST phân li độc lập về các tế bào con. Trong quá trình thụ tinh kết hợp giao tử đực (n) và giao tử cái (n), các NST trong cặp NST tương đồng sẽ tổ hợp lại khôi phục bộ NST lưỡng bộ 2n của loài.
Đây chính là cơ sở tế bào học của quy luật phân li của Menđen.
Ý nghĩa của quy luật phân li trong quá trình chọn giống:
Các cặp gen quy định các cặp tính trạng ở đời bố mẹ phân li và tổ hợp tự do có thể hình thành nên ở đời con những tổ hợp giao tử mới, quy định những tổ hợp tính trạng mới. Ví dụ, ở đậu Hà Lan, lai bố mẹ có tính trạng Vàng, trơn và Xanh nhăn, ở đời con xuất hiện kiểu hình khác so với bố mẹ là Vàng, nhăn và Xanh trơn. Thực ra, đây chỉ là sự tổ hợp lại các gen quy định các tính trạng đã có ở bộ mẹ.
Ở vật nuôi cây trồng, các cá thể có rất nhiều gen, quy định rất nhiều tính trạng khác nhau. Sự tổ hợp ngẫu nhiên các gen quy định các tính trạng này hoàn toàn có thể xảy ra xác suất xuất hiện một tổ hợp gen nào đó có quy định rất nhiều tính trạng tốt. Đây sẽ là giống quý.