前面说过孟德尔发现了基因的分离定律。
本文接着来带着大家来了解他是怎么发现遗传学第二定律——基因的自由组合定律的？
发现问题
孟德尔研究过一对相对性状的豌豆杂交后，又开始研究两对性状的豌豆杂交实验。
亲本选择纯种的黄色圆粒豌豆和绿色皱粒豌豆，杂交子一代（F1）全为黄色圆粒，子一代（F1）自交（亲本为同一基因型时为自交）产生F2。
在F2中，表现型及比例为，黄色圆粒：黄色皱粒：绿色圆粒：绿色皱粒=9:3:3:1。
但只分析其中一对相对性状时，F2中黄：绿=3:1，圆粒：皱粒=3:1，这个情况说明每一对等位基因都是按照分离定律，分离进入不同的配子中的。
F2中为什么会出现特殊的性状分离比——9:3:3:1呢？
学习过数学的孟德尔很快想到，（3黄：1绿）*（3圆粒：1皱粒）通过乘法分配率展开，刚好等于黄色圆粒：黄色皱粒：绿色圆粒：绿色皱粒=9:3:3:1。这确实太神奇了，孟德尔发现了新的大陆！
提出假说
为了解释这种现象，孟德尔根据已有的知识经验，小心地推理，大胆的假设。
首先根据分离定律，可以推测纯种亲本的基因型，黄色圆粒的是YYRR，绿色皱粒的基因型是yyrr。
YYRR在形成配子时，两个Y相互分离，两个R相互分离，形成的配子类型都是YR；同理，yyrr只能形成yr这一种配子。
雌雄配子通过受精作用结合在一起，形成的受精卵（F1）的基因型就是YyRr。
前文讲过子一代高茎Dd，在形成配子时，可以产生2种配子，分别是D和d。同样的Yy也会相互分离，进入不同的配子中，同时Rr也进入不同的配子中。
那么，这里就出现两种可能。
左边情况可以产生YR和yr两种配子，右边这种情况可以产生Yr和yR这两种配子。只有假设以上两种情况发生概率相同，这四种配子比例相同时，也就是比例为1:1:1:1时，F2的表现型和比例刚好是黄色圆粒：黄色皱粒：绿色圆粒：绿色皱粒=9:3:3:1。
所以，这个能解释之前问题的假说就是：F1黄色圆粒YyRr可以产生等比例的YR、yr、Yr和yR。要注意的是雌雄配子的比例无法确定，因为雄配子（花药里有精细胞）的数量远远大于雌配子（卵细胞）的数量。同一性别的配子各个类型的比例是一样的。
演绎推理
演绎推理的意思就是以假说内容为基础进行推演，例如给你一个数学公式，然后利用它推导出其他的结果。
根据假设，子一代黄色圆粒Yy Rr能够产生四种等比例的配子。如果YyRr与绿皱yyrr测交，将会得到四种表现型等比例的子代。
也就是说，根据假说内容推演出这种测交的子代中，黄色圆粒：黄色皱粒：绿色圆粒：绿色皱粒=1：1：1：1。
实验验证
将上述测交中两亲本豌豆种到地里，并进行人工授粉以完成亲本的测交过程。再统计子代表现型及比例。
实验结果符合推演的结果，也就证明了假说内容的正确性。
总结，得出自由组合定律
就如假说内容那样，自由组合定律的主要内容是，形成配子时，等位基因相互分离，非等位基因自由组合。但有一个前体条件，这两对等位基因独立遗传，不连锁。
应用
凡跟杂交有关的，都跟自由组合定律有关系。
例如一对双眼皮正常的夫妻，生了一个单眼皮白化病的孩子。如果这对夫妻再生一个孩子。孩子是双眼皮正常肤色的概率是多少？
首先，确定单眼皮和白化病都是隐性性状，分别用a和b表示决定单眼皮和白化病的基因。A和B分别表示双眼皮正常肤色基因。
由于单眼皮白化病孩子的基因型是aa bb，所以，双亲的基因型都是AaBb。
计算时可以分开一对一对等位基因来考虑。先考虑Aa自交，它可以产生AA、Aa、aa ，前两个都有A基因，所以表现为双眼皮，aa则表现为单眼皮。其中子代中双眼皮（AA，Aa）为3/4；Bb自交得正常肤色的概率为3/4；那么孩子是双眼皮正常肤色的概率为3/4乘以3/4等于9/16。
在生活中，还可以把自由组合定律用于杂交育种中，例如杂交水稻，杂交奶牛等等。
热门跟贴