Крім схрещувань за участю тільки однієї пари генів, Мендель проводив схрещування, в яких батьківські форми несли по дві різні пари контрастуючих генів. У одному з таких експериментів Мендель використовував сорти гороху, що відрізнялися двома ознаками: характером поверхні насіння (гладкі або зморшкуваті) і забарвленням насіння (жовті або зелені). Він схрещував рослини, гомозіготниє за такими ознаками, як гладке і жовте насіння, з рослинами, гомозиготнимі за ознаками зморшкуватого і зеленого насіння. У F1 всі рослини мало гладке жовте насіння, і це показувало, що ознака гладкої поверхні насіння домінує над ознакою зморшкуватості, а жовте забарвлення насіння домінує над зеленим. Шляхом самозапилення рослин F1 було отримане покоління F2 з наступними фенотипамі:
315 з гладким жовтим насінням
101 із зморшкуватими жовтими
108 з гладкими зеленими 32 із зморшкуватими зеленими
Щоб визначити відношення цих фенотіпов в F2, слідує число нащадків в кожній з груп розділити на число нащадків в самій нечисленній групі. У F2 це відношення склало приблизно 9:3:3:1. Мендель вказав, що таке відношення найкращим чином можна пояснити, виходячи з незалежного розподілу в процесі репродукції тих генів, які визначають забарвлення і характер поверхні насіння. Кожна пара генів поводилася так, точно вона існувала сама по собі, і на неї ніяк не впливало спадкоємство іншої пари генів. Візьмемо, наприклад, жовте і зелене насіння. Число жовтого насіння було рівне 315 + 101 = 416, а число зелених 108 + 32 = 140, тобто їх відношення склало 2,97 :1, що дуже близько до відношення 3:1, знайденому в моногібридному схрещуванні.
Аналогічні результати були отримані і для таких ознак, як гладке і зморшкувате насіння.
Хай в нашому прикладі S означає гладке насіння, s - зморшкуваті, Y - жовті і у — зелені. Рослини P1 повинні були мати генотипи SSYY (гладкі; жовті) і ssyy (зморшкуваті; зелені) і утворити гамети відповідно SY і sy. У всіх рослин F1 генотип був SsYy.
Проте при самозапиленні рослин F1 картина виявляється складнішою. Згідно закону Менделя незалежного розподілу, члени однієї пари генів розподіляються по гаметам незалежно від членів інший їх пари. У гена S, наприклад, рівні шанси потрапити в одну і ту ж гамету з геном Y або з геном у. Тому кожну рослину F1 утворює чотири типи гамет - SY, sy, Sy і sY - в рівних співвідношеннях (мал. 7). Відмітьте, що кожна гамета повинна отримати один ген з кожної пари. Щоб виявити всі можливі генетичні комбінації в потомстві, ці гамети треба записати уздовж двох сторін грат Пеннета. Оскільки будь-яка жіноча гамета може бути запліднена будь-якою чоловічою, в F2 загальне число можливих генотипів рівне дев'яти, а число можливих фенотіпов - чотирьом (мал. 8).
 мал 7
 мал 8
| 
