3:1 - строго вероятность, не гарантия. Это ожидаемое соотношение при большой выборке. На малых числах возможно абсолютно любое сочетание, включая четыре рецессивных из четырех. Это не нарушение законов Менделя, это просто статистика.
Правильная формулировка: каждый конкретный ребенок от пары Aa x Aa имеет вероятность 25% получить генотип aa. Независимо от того, каким был предыдущий ребенок. Монеты не помнят предыдущих бросков.
Про физику выбора аллеля:
При мейозе (образование гамет) гомологичные хромосомы расходятся по разным клеткам. У гетерозигота Aa одна хромосома несет аллель A, вторая - аллель a. При первом делении мейоза эти хромосомы выстраиваются по центру клетки, и их расхождение к разным полюсам физически случайно - зависит от ориентации пары в пространстве клетки в момент деления. Нет никакого механизма, который бы "выбирал" какой аллель куда идет. Это термодинамический случай.
Добавь к этому кроссинговер (обмен участками между гомологичными хромосомами в профазе мейоза I) и независимое расхождение разных пар хромосом - получаешь колоссальное количество возможных комбинаций в гаметах даже у одного человека.
Про монеты которые не помнят предыдущих бросков - очень точная аналогия. Именно это меня и смущало, думал что природа как то "балансирует" соотношение.