Trong chương trình Sinh học lớp 12, bài 4 đề cập đến quy luật phân li độc lập của Menđen, một trong những phát hiện nền tảng cho di truyền học hiện đại. Quy luật này chỉ ra rằng các cặp nhân tố di truyền (gen) phân li độc lập với nhau trong quá trình phát sinh giao tử. Điều này có nghĩa là sự di truyền của alen này không phụ thuộc vào sự di truyền của alen khác nếu chúng nằm trên các cặp nhiễm sắc thể khác nhau. Ví dụ điển hình nhất chính là khi Menđen lai hai cặp tính trạng thuần chủng ở đậu Hà Lan về màu sắc và hình dạng hạt, ông đều quan sát được trong F2 xuất hiện tỉ lệ 9:3:3:1. Qua đó, chúng ta có thể giải thích sự đa dạng đặc điểm ở sinh vật và cũng là cơ sở phân tích các tính trạng di truyền phức tạp hơn sau này.

Phân biệt gen liên kết với trường hợp các gen phân li độc lập thật sự quan trọng. Nếu hai gen cùng nằm trên một nhiễm sắc thể, chúng sẽ có khuynh hướng di truyền cùng nhau, tạo thành nhóm liên kết và phá vỡ tỉ lệ phân li độc lập mà Mendel quan sát được. Tuy nhiên, nếu xảy ra hoán vị gen - quá trình trao đổi đoạn giữa hai crômatit của cặp nhiễm sắc thể tương đồng trong giảm phân - thì vẫn có thể tạo ra các kiểu tổ hợp gen mới, làm tăng tính đa dạng di truyền. Những kiến thức này không những có ý nghĩa trong việc hiểu quy luật di truyền ở cấp độ phân tử mà còn ứng dụng trong chọn giống, nhân giống cây trồng và vật nuôi. Việc thực hiện các phép lai cũng đòi hỏi học sinh phải vận dụng linh hoạt bảng Punnett và nguyên lý xác suất để dự đoán kết quả di truyền.