Мендель пояснив результати своїх дослідів по схрещуванню, виходячи з допущення, що в соматичних клітках рослини міститься по два гени, що визначають кожну його ознаку (наприклад, забарвлення квіток або характер поверхні насіння), а в гаметах - тільки поодинці такому гену. Ми тепер знаємо, що гени знаходяться в хромосомах і що кожна хромосома несе в собі багато генів.
У рослин гороху, так само як і у інших вищих рослин і тварин, в соматичних клітках кожна хромосома представлена в двох екземплярах. Парні хромосоми називаються гомологичнимі хромосомами, або просто гомологамі. Кожна з таких два гомологичних хромосом несе по одному з двох генів. Гомологичниє хромосоми мають зазвичай однакову довжину; їх центромери розташовуються одна проти іншої, а самі хромосоми несуть гени, що визначають одні і ті ж ознаки, причому ці гени розташовані в хромосомах в одній і тій же послідовності (мал. 10). У рослин гороху, наприклад, одна хромосома в тій ділянці, яка визначає забарвлення квітки, може нести ген R, а інша (гомолог першої) несе у відповідній ділянці або ген R, або ген r.Число хромосомних пар залежить від виду.
 мал 10
 мал 11
Гамети містять тільки по одній з кожної пари гомологичних хромосом і відповідно тільки один з кожної пари генів. Це підтверджує теорію Менделя. Соматичні клітки діплоїдни (т.е. містять по два набори хромосом), а гамети - гаплоїдни (містять один набір).
Ця закономірність має життєво важливе значення для організмів, що відтворюються статевим шляхом. Якби кожна гамета містила діплоїдноє число хромосом, то в заплідненому яйці і у індивідуума, який з нього розвивається, число генів було б удвічі більше, ніж у кожного з батьків. Отже, число хромосом (і генів) подвоювалося б в кожному новому поколінні. У організмів із статевим розмноженням існує особлива форма ділення ядра, так званий мейоз, при якому діплоїдний набір хромосом, наявний в ядрі, скорочується до гаплоїдного. В результаті мейоза в кожну гаплоїдную гамету потрапить по одній хромосомі з кожної пари хромосом, наявних в діплоїдной клітці.
Перед початком мейоза кожна хромосома репліцируєтся (подвоюється) (див. розділ 3). Протягом деякого часу двох її копії, що утворилися, залишаються пов'язаними один з одним через структуру, звану центромерой (мал. 11). Отже, в кожному ядрі, в якому починається мейоз, міститься еквівалент чотири наборів гомологичних хромосом. Тому, для того, щоб утворилися ядра гамет, що містять одинарний (гаплоїдний) набір хромосом, необхідно два ядерні ділення, при кожному з яких число хромосом зменшується удвічі. Ці ділення ядра так і називаються: перше ділення мейоза і друге ділення мейоза. Простежимо за долею однієї пари гомологичних хромосом в процесі мейозу:
мал 12
 мал 13
При першому діленні мейоза кожна хромосома розташовується проти свого гомолога. Оскільки до цього часу хромосоми вже репліцировалісь, то в результаті утворюються групи хромосом, кожна з яких містить по чотири хромосомні еквіваленти (мал. 12). Все ще залишаючись один проти одного, гомологичниє хромосоми прикріпляються до середньої частини веретена, що є системою мікротрубочок. Потім члени кожної пари гомологичних хромосом відходять один від одного, прямуючи до протилежних полюсів веретена. Таким чином, при першому діленні мейоза хромосоми розділяються точно на два набори, в кожному з яких міститься по одному членові кожної пари гомологичних хромосом.
При другому діленні мейоза ядра, що утворилися при першому діленні, діляться знов. Репліцировавшиеся хромосоми приєднуються до веретена і їх центромери, нарешті, діляться теж. З кожної репліцировавшейся хромосоми виходять, таким чином, дві окремі хромосоми, які відходять до протилежних полюсів клітки. У кожного полюса з групи присутніх тут хромосом утворюється гаплоїдноє ядро, в якому кожна початкова пара гомологичних хромосом представлена одним своїм членом.
Тепер нам повинно бути ясно, як відбувається спадкоємство різних пар генів, яке спостерігав Мендель. Два члени тієї або іншої пари генів розходяться, коли при першому Діленні мейоза відбувається розділення гомологичних хромосом (мал. 13). Незалежний розподіл генних пар, що належать негомологичним хромосомам, виявляється можливим тому, що різні пари хромосом перед першим діленням мейоза можуть шикуватися в різних клітках по-різному (мал. 14).
Тепер нам повинно бути ясно, як відбувається спадкоємство різних пар генів, яке спостерігав Мендель. Два члени тієї або іншої пари генів розходяться, коли при першому Діленні мейоза відбувається розділення гомологичних хромосом (мал. 13). Незалежний розподіл генних пар, що належать негомологичним хромосомам, виявляється можливим тому, що різні пари хромосом перед першим діленням мейоза можуть шикуватися в різних клітках по-різному (мал. 14).
мал 14
 мал 15
Незалежний розподіл хромосом (і генів, що містяться в них) в процесі мейоза створює можливість для виникнення багатьох різних генетичних комбінацій. Крім того, нові комбінації виникають при заплідненні, коли хромосомні набори двох гамет зливаються, утворюючи перше діплоїдноє ядро нового індивідуума. Таким чином, значення мейоза не тільки в тому, що він запобігає подвоєнню генетичного матеріалу в кожному новому поколінні, але і в тому, що він «тасує карти і здає їх по-новому».
| 
