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1856年，孟德尔就开始了长达8年的豌豆实验。孟德尔首先从许多种子商那里，弄来了34个品种的豌豆，从中挑选出22个品种用于实验。它们都具有某种可以相互区分的稳定性状，例如高茎或矮茎、圆料或皱科、灰色种皮或白色种皮等。
孟德尔通过人工培植这些豌豆，对不同代的豌豆的性状和数目进行细致入微的观察、计数和分析。运用这样的实验方法需要极大的耐心和严谨的态度。他酷爱自己的研究工作，经常向前来参观的客人指着豌豆十分自豪地说：“这些都是我的儿女！”
8个寒暑的辛勤劳作，孟德尔发现了生物遗传的基本规律，并得到了相应的数学关系式。人们分别称他的发现为“孟德尔第一定律”和“孟德尔第二定律”，它们揭示了生物遗传奥秘的基本规律。
孟德尔开始进行豌豆实验时，达尔文进化论刚刚问世。他仔细研读了达尔文的著作，从中吸收丰富的营养。保存至今的孟德尔遗物之中，就有好几本达尔文的著作，上面还留着孟德尔的手批，足见他对达尔文及其著作的关注。
起初，孟德尔豌豆实验并不是有意为探索遗传规律而进行的。他的初衷是希望获得优良品种，只是在试验的过程中，逐步把重点转向了探索遗传规律。除了豌豆以外，孟德尔还对其他植物作了大量的类似研究，其中包括玉米、紫罗兰和紫茉莉等，以期证明他发现的遗传规律对大多数植物都是适用的。
从生物的整体形式和行为中很难观察并发现遗传规律，而从个别性状中却容易观察，这也是科学界长期困惑的原因。孟德尔不仅考察生物的整体，更着眼于生物的个别性状，这是他与前辈生物学家的重要区别之一。孟德尔选择的实验材料也是非常科学的。因为豌豆属于具有稳定品种的自花授粉植物，容易栽种，容易逐一分离计数，这对于他发现遗传规律提供了有利的条件。
孟德尔清楚自己的发现所具有的划时代意义，但他还是慎重地重复实验了多年，以期更加臻于完善、1865年，孟德尔在布鲁恩科学协会的会议厅，将自己的研究成果分两次宣读。第一次，与会者礼貌而兴致勃勃地听完报告，孟德尔只简单地介绍了试验的目的、方法和过程，为时一小时的报告就使听众如坠入云雾中。
第二次，孟德尔着重根据实验数据进行了深入的理论证明。可是，伟大的孟德尔思维和实验太超前了。尽管与会者绝大多数是布鲁恩自然科学协会的会员，中既有化学家、地质学家和生物学家，也有生物学专业的植物学家、藻类学家。然而，听众对连篇累续的数字和繁复枯燥的论证毫无兴趣。他们实在跟不上孟德尔的思维。孟德尔用心血浇灌的豌豆所告诉他的秘密，时人不能与之共识，一直被埋没了35年之久！
豌豆的杂交实验从1856年至1864年共进行了8年。孟德尔将其研究的结果整理成论文发表，但未引起任何反响。其原因有三个。
第一，在孟德尔论文发表前7年（1859年），达尔文的名著《物种起源》出版了。这部著作引起了科学界的兴趣，几乎全部的生物学家转向生物进化的讨论。这一点也许对孟德尔论文的命运起了决定性的作用。
第二，当时的科学界缺乏理解孟德尔定律的思想基础。首先那个时代的科学思想还没有包含孟德尔论文所提出的命题：遗传的不是一个个体的全貌，而是一个个性状。其次，孟德尔论文的表达方式是全新的，他把生物学和统计学、数学结合了起来，使得同时代的博物学家很难理解论文的真正含义。
第三，有的权威出于偏见或不理解，把孟德尔的研究视为一般的杂交实验，和别人做的没有多大差别。
孟德尔晚年曾经充满信心地对他的好友，布鲁恩高等技术学院大地测量学教授尼耶塞尔说：“看吧，我的时代来到了。”这句话成为伟大的预言。直到孟德尔逝世16年后，豌豆实验论文正式出版后34年，他从事豌豆试验后43年，预言才变成现实。
随着20世纪雄鸡的第一声啼鸣，来自三个国家的三位学者同时独立地“重新发现”孟德尔遗传定律。1900年，成为遗传学史乃至生物科学史上划时代的一年。从此，遗传学进入了孟德尔时代。
今天，通过摩尔根、艾弗里、赫尔希和沃森等数代科学家的研究，已经使生物遗传机制——这个使孟德尔魂牵梦绕的问题建立在遗传物质DNA的基础之上。
随着科学家破译了遗传密码，人们对遗传机制有了更深刻的认识。现在，人们已经开始向控制遗传机制、防治遗传疾病、合成生命等更大的造福于人类的工作方向前进。然而，所有这一切都与圣托马斯修道院那个献身于科学的修道士的名字相连。
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孟德尔的实验过程
孟德尔在实验工作中贯彻了从简单到复杂的原则.他所用的两个亲本（父本和母本）都只相差一个性状,事实上不管这两个亲本有多少种性状差别,他只注意研究一对性状的遗传规律.孟德尔与那些早期研究者相比,他获得成功主要有以下四个原因.
精心选择实验材料孟德尔从豆科植物中选择了自花传粉而且是闭花受粉的豌豆作为杂交实验的材料.从市场买来的豌豆种子可以说都是纯种.杂交实验从纯种出发,是他实验成功的保证,只有这样才能得到真正的杂种.豌豆花的结构特点,使得人工方法去雄和进行异花授粉很方便.此外,他对豌豆材料进行了品种和性状的选择,挑选的有差异的性状既明显而又稳定.
精心设计实验方法实验设计是科学方法学的重要组成部分.孟德尔的成功还归因于采取单因子分析法,即分别地观察和分析在一个时期内的一对性状的差异,最大限度地排除各种复杂因素的干扰.他首先发现了“分离定律”,然后在这个基础上,再把个别性状综合起来,又发现了“自由组合定律”.
精确的统计分析对杂交实验的子代中出现的性状进行分类、计数和数学的归纳.由于孟德尔有数学和统计学家的头脑和训练,他从一个简单的二项式展开式的各项系数中,找到了豌豆杂交实验显示出来的规律性,并深刻地认识到1∶1、3∶1数字中所隐藏着的深刻意义和规律.
首创了测交方法孟德尔巧妙地设计了测交方法,令人信服地证明了他的因子分离假设的正确性.实践证明这种以杂交子一代个体再与其隐性纯合亲本进行测交的方法,完美而巧妙地成为遗传学分析的经典方法.
孟德尔成功地发现了遗传规律也存在“巧合”的因素.现在已知豌豆体细胞中存在不同的7对同源染色体,配子中有7条染色体.孟德尔研究的7对性状的遗传因子并不正好分布在7对不同的同源染色体上,而只是分布在4对同源染色体上.其中第一对同源染色体上坐落两对基因（子叶黄绿和种皮的灰白,图距单位为204）.第四对同源染色体坐落三对等位基因（植株高矮、豆荚形状等）.第七对同源染色体上坐落一对等位基因（豆粒圆皱）.
由于交换值具有相对的稳定性,所以通常以交换值表示两个基因在同一染色体上的相对距离,或称为遗传学图上的图距.图距小于50出现连锁现象.
孟德尔的二因子和三因子杂交实验所涉及的性状不是由非同源染色体上基因决定的,就是由同源染色体上基因决定,但两对基因的图距非常大,以致这两对基因表现出自由组合.
2.正交、反交、杂交、自交的实验方法的介绍
孟德尔的杂交实验实际上包含了两种交配方式：一种交配方式称为杂交,另一种交配方式称为自交.
杂交一般指两个具有不同基因型品种或类型的个体间雌雄配子的结合.自交是指同一个体或不同个体但为同一基因型的个体间雌雄配子的结合；此定义比植物学的定义广,植物学自交特指自花受粉.植物学的自花受粉即遗传学上的自交；但植物学的异花受粉包含遗传学上的杂交和自交.
在植物有性杂交中,把接受花粉的植株叫做母本,用符号“♀”表示；供给花粉的植株称为父本,用“♂”表示.父母本统称为亲本,用“P”表示,杂交符号用“×”表示,自交符号用“”表示,杂种一代用“F1”表示,杂种二代用“F2”表示,依此类推.
如果在做杂交时,父母本相互交换,这在遗传学上称为互交.例如,现有两个亲本,用P1和P2表示.第一个杂交实验♀P1×P2♂,第二个杂交实验♂P1×P2♀,即第一个杂交实验P1为母本,而P2为父本；第二个杂交实验P1却作为父本,而P2却作为母本,前一个杂交组合称为正交,后一个杂交组合称为反交,两个杂交组合就叫互交.互交实验结果是否一致可以推断控制性状的基因是细胞质基因还是细胞核基因.正反交结果一致说明控制性状的基因是核基因；不一致说明控制性状的基因是细胞质基因.当核基因分为常染色体基因（位于常染色体上的基因）和性染色体基因（位于性染色体上的基因）时,两种基因控制的性状也可以通过互交实验加以区别.互交结果一致说明控制性状的基因是常染色体基因；不一致说明基因为性染色体基因.
杂交亲本一般应选用纯合子,即基因型纯合的个体.玉米属于异花受粉作物,一般情况下都是杂合子.为了获得纯合的个体,让玉米植株通过多次自交,就可得到几乎是基因型纯合的个体,我们称为自交系,它可作为配制杂种的亲本.
自交方法基本同杂交方法.不同的是：杂交是两个不同自交系间个体的交配,而自交是同一自交系内个体（包括同一个体）的交配；杂交的目的是获得杂合的个体,而自交的目的是获得纯合的个体；杂合个体可产生多种不同的配子,后代中出现分离现象,纯合个体只产生一种配子,后代中只有一种基因型,后代中不出现分离现象,且表现型与基因型相同.
3.孟德尔设计测交实验的目的
孟德尔的一对相对性状的杂交实验中,F2代中显隐性比例接近3∶1,在所有实验中没有中间类型出现.他指出F2中的显性性状有两种含义：亲本类型的显性和杂种类型的显性.前者指性状稳定地传给所有后代,后者指在后代中继续表现分离,这从孟德尔在F3中的结果可以得到证实.在全部7对性状的F2中,具有显性性状的类型中,2/3是具有杂种性状的显性,1/3则是具有亲本性状的显性.因此,在F2中,显隐性3∶1的比例可分解为1∶2∶1的比例.这种比例对以后各代都适用.即杂种后代中,每一代都以1∶2∶1的比例分为杂种类型和两种稳定类型.
孟德尔为了确定几对相对性状由于杂交而结合于杂种中时,是否也能应用上述一对相对性状的规律,他做了两对相对性状和三对相对性状的杂交,证明这个规律同样有效.例如：圆粒黄色（AABB）×皱粒绿色（aabb）,F1全部为圆粒黄色,F2有4种表现型：315个圆黄、108个圆绿、101个皱黄、32个皱绿,比例接近9∶3∶3∶1.
将F2的种子全部种下去,得到9类植株,这9类植株的分离情况,按所结种子性状归类得到如下结果：
1 38株全部圆黄种子 和亲本一样保持稳定 AABB
1 35株全部圆绿种子 和亲本一样保持稳定 AAbb
1 28株全部皱黄种子 和亲本一样保持稳定 aaBB
1 30株全部皱绿种子 和亲本一样保持稳定 aabb
2 65株有圆黄和圆绿分离 只有一对性状分离 AABb
2 68株有皱黄和皱绿分离 只有一对性状分离 aaBb
2 60株有圆黄和皱黄分离 只有一对性状分离 AaBB
2 67株有圆绿和皱绿分离 只有一对性状分离 Aabb
4 138株分离出圆黄、圆绿、皱黄、皱绿 二对性状都分离 AaBb
孟德尔以其敏锐的数学头脑从上列各类比例中看出：这是组合系列中的各项式比值,把A与a和B与b这两对性状各自的分离比例（AA+2Aa+aa）和（BB+2Bb+bb）组合起来就可得到上述的比例.孟德尔得到了两对性状的组合规律后,自然地得到三对性状的组合规律.实验结果和他的预期比例完全相符.
孟德尔为了解释上述实验的结果,进一步分析了杂种中生殖（卵）细胞和花粉细胞的性质.他推论在杂交后代中出现稳定类型,说明受精的卵细胞和花粉细胞中必然具有相同的因子,而且一株杂种植株或一朵花中就能产生稳定的后代,可见杂种的子房和花药中形成不止一种性细胞.子房和花药中有多少种性细胞,就会有多少种稳定类型.如果杂种产生的各类卵细胞以及各类花粉细胞数目相等,就可解释各个杂种中的后代分离表现.这样孟德尔设计了自己首创的测交实验.例如,圆粒黄色与皱粒绿色杂交,F1与皱粒绿色进行正反交,预期结果为：
（1）杂种卵细胞AB,Ab,aB,ab与花粉细胞ab杂交得到
AaBb：Aabb：aaBb：aabb=1∶1∶1∶1
（2）杂种花粉细胞AB,Ab,aB,ab与卵细胞ab杂交得到
AaBb：Aabb：aaBb：aabb=1∶1∶1∶1
实验结果和他的理论预期结果几乎完全一致.
正交实验结果：31粒圆黄,26粒圆绿,27粒皱黄,26粒皱绿.
反交实验结果：24粒圆黄,25粒圆绿,22粒皱黄,27粒皱绿.
由于隐性亲本性状不能遮盖显性性状,并能显出纯隐性性状,这样的测交结果就能直接反映出F1杂种所产生配子的类型和数目,因而从测交子代的表现型可以直接判断杂合子的基因组成,这也是测交的作用.
孟德尔在解释上述现象时指出：哪一种花粉细胞和卵细胞结合,全出于偶然.就一对性状而言,杂种Aa产生相等数量的A和a卵细胞以及相等数量的A和a花粉细胞.任一A或a花粉细胞和A或a卵细胞结合的机会相同.受精结果,就会得到组合AA+2Aa+aa.进一步得到多对性状的组合.
通过测交实验结果可以引申出以下结论.
（1）成对的遗传因子在杂合状态互不污染,保持其独立性,形成配子时相互分离,分别进入不同的配子中（即分离定律）.
（2）不同相对性状的遗传因子在F1杂合状态时,虽同处一体,但互不混淆,各自保持其独立性.形成配子时,同一对遗传因子各自独立地分离；不同对的遗传因子则自由组合（即自由组合定律）.
孟德尔发现的两个遗传基本规律,解释了他的实验结果,他所创造的测交实验证实了他发现的两个规律是正确的
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