生物育种（高效培优讲义）解析版-2026年高考生物一轮复习

专题13生物育种

考情分析：真题考点分布+命题趋势+备考策略+命题预测

培优讲练：考点梳理+解题秘籍+对点训练

考点01育种原理

考点02基因编辑技术与育种

考点03雄性不育与育种

提升冲关：题型过关练（2大题型）+能力提升练

【高考真题考点分布】

高考考点三年考情

育种原理2025・全国，2025•江苏，2023•江苏

基因编辑在育种

2025•湖北，2024•新课标II,2023•江苏

中的应用

雄性不育在育种

2025•全国I,2024•全国甲，2023•海南

中的应用

【命题趋势】

1.真实科研情境深度融入，考查复杂问题解决能力

近年高考生物育种题呈现“高情境化”特征，题目背景多源于水稻、小麦等作物的实际育种研究，如

三系法杂交水稻、光温敏不育系应用等。例如，2024年全国甲卷以雄性不育水稻为素材，要求考生结

合细胞质遗传规律分析育性恢复机制；2025年重庆卷则通过全色盲遗传病案例，考查基因编辑技术在

医学育种中的应用。这类题目要求学生从复杂图文信息中提取关键数据，结合遗传规律、分了•机制进行

逻辑推理，对信息获取与科学思维能力提出了更高要求。

2.核心技术与前沿热点结合，强化综合应用能力

基因编辑技术（如CRISPR/Cas9）已成为命题热点，常结合传统育种方法综合考查。例如，2025年江

苏卷要求考生分析CRISPR/Cas9系统切割DNA的机制，以及基因编辑技术在抗猪瘟病毒猪培育中的应

用。此外，合成生物学、表观遗传等新兴领域开始渗透，如水稻生物反应器生产疫苗、细胞质基因与核

基因互作调控育性等案例，需考生将基础原理与前沿技术有机结合。

3.能力考查维度升级，聚焦高阶思维培养

除传统遗传规律应用外，高考更注重考查实验设计、批判性思维等高阶能力。例如，2025年山东卷要

求考生设计实验验证基因编辑对番茄果色的影响，并分析不同育种方案的优缺点。部分题目还涉及数据

建模与概率计算，如三体植物自交后代比例推导、基因频率变化分析等，需考生具备扎实的数学逻辑基

础。

4.跨学科融合趋势显著，强调知识迁移能力

育种题常与生态学、生物工程等学科交叉，如太空育种结合辐射诱变与微重力环境分析，基因编辑涉及

伦理风险评估等。2025年北京卷通过竹子进化史案例，要求考生结合染色体组分析与化石证据，综合

判断物种形成机制，体现了“大概念统领、多模块融合”的命题导向。

【备考策略】

1.回归教材，构建知识网络

夯实核心概念：系统椅理杂交育种、单倍体育种、某因工程等技术的原理、流程及优缺点，明确不同育

种方法的适用场景。例如，对比杂交育种与基因工程的基因重组机制，理解单倍体育种“缩短育种年

限”的本质。

突破易错易混点：针对易混淆概念（如诱变育种的“盲目性”与基因编辑的“定向性”）、实验操

作细节（如花药离体培养与茎尖组织培养的区别）进行专项辨析。

2.对接科研，强化情境化训练

剖析经典案例：以水稻、小麦等作物育种为载体，分析三系法杂交、光温敏不育系应用等实际问题，总

结“题干信息提取一原理应用一逻辑推导”的解题路径。

拓展前沿知识：补充CRISPR/Cas9技术在作物改良中的最新进展（如抗虫棉、抗病番茄培育），结合

教材基因工程内容，理解“靶向编辑”“基因敲除”等核心操作。

3.聚焦能力，针对性突破瓶颈

提升实验设计能力：通过模拟题训练，掌握''提出问题一设计方案一预期结果”的实验设计框架。

例如，设计实验验证某基因突变对作物抗逆性的影响，并选择合适的育种方法进行改良。

强化数据处理与建模：针对三体遗传、基因频率计算等难点，结合概率统计知识进行专题突破。如2025

年黑吉辽蒙卷三体自交比例推导题，需通过配子类型及受精率分析，建立数学模型求解。

4.关注热点，渗透社会责任教育

追踪科技动态：关注我国超级稻亩产突破、基因编辑作物商业化进程等热点，引导学生辩证分析生物技

术的利弊。例如，讨论基因编辑食品的安全性与伦理争议，培养科学思维与社会责任感。

【命题预测】

1.高频考点：基因编辑技术（CRISPR/Cas9）的原理与应用、细抱质遗传与核基因互作（如雄性不育系）、

多倍体育种与染色体组分析、遗传图谱与育种方案设计。

2.创新方向：合成生物学（如人工设计代谢通路改良作物品质）、表观遗传调控（如DNA甲基化对作物

性状的影响）、跨物种基因转移（如动物基因导入植物抗逆育种）。

3.题型趋势：长题干综合分析题、实验设计与结果预测题、数据图表解读题（如电泳图谱、遗传系谱图）。

培优讲练

考点01育种原理

考点梳理

1.育种原理

育种原

育种方法

理

杂交育基因重

杂交f自交f筛选f连续自交至纯合。

种组

诱变育基因突

传统辐射、化学药剂处理或太空育种

种变

育种

单倍体

技术染色体染色体杂交一花药离体培养一秋水仙素处理一纯合子。

育种

变异育数目变

多倍体萌发的种子或幼苗一秋水仙素处理f多倍体：或多

种异

育种倍体杂交）f多倍体

转基因获取目的基因f构建表达载体f导入受体细胞f

基因工基因重育种检测与鉴定。

程育种组基因编基因挖掘与筛选f基因编辑与转化一分子标记辅

现代

辑育种助筛选一品种培育与推广

生物

细胞膜

技术

流动性

育种细胞工酶解获得原生质体一诱导原生质体融合一获得杂种细胞f杂

植物细

程育种种细胞组织培养一杂种植株

胞全能

2.部分育种方式时照表

核心原理关键步骤优点缺点

因”：只有诱变育种能产生新基因，其他育种（如杂交、基因工程）仅重组原有基因；“是否定向”：

基因工程育种可定向改造性状，诱变育种和杂交育种均为不定向；“克服远缘杂交不亲和”：植物体细

胞杂交和基因工程育种可实现，杂交育种无法突破物种界限。

【典例1】（2025•全国）为获得作物新品种，可采用不同的育种技术。下列叙述错误的是（）

A.三倍体西瓜的培育需先通过秋水仙素处理二倍体幼苗获得四倍体

B.杂交育种可将两个物种的优良性状集中在一起

C.航天育种利用太空中的辐射、微重力等因素诱导基因突变

D.基因工程育种可定向改造生物的遗传性状

【答案】B

【解析】三倍体西瓜的培育流程为二倍体一四倍体（秋水仙素处理）一三倍体（四倍体X二倍体），

涉及染色体数目变异，A正确；杂交育种仅适用于同一物种或亲缘关系较近的物种，不同物种存在生殖

隔离，无法通过杂交直接结合性状，B错误：航天育种属于诱变育种，利用太空辐射、微重力等物理因

素提高基因突变频率，C正确；基因工程通过导入外源基因实现定向改造，原理为基因重组，D正确。

【典例2】（2025•江苏，多选）

图示部分竹子的进化发展史，其中A〜D和H代表不同的染色体组。下列叙述正确的有（）

z_________________……草本竹

/丁-HH

I,______L____L_-新热带木本竹

[由；T；/一飞―BBCC

e；/'♦二古热带木本竹

[AABBCC

率/HPF-].........餐工温带木本竹

---------------------CCDD

A.新热带木本竹（BBCC）与温带木本竹（CCDD）杂交，F1为六倍体

B.竹子的染色体数目变异是可遗传的

C.四种类群的竹子共同组成进化的基本单位

D.竹子化石为研究其进化提供直接证据

【答案】BD

【解析】新热带木本竹（BBCC）和温带木本竹（CCDD）均为四倍体，杂交后代为BCCD（四倍体），而

非六倍体，A错误；染色体数目变异导致遗传物质改变，属于可遗传变异，B正确；进化的基本单位是

种群，四种类群的竹子属于不同物种，不能构成一个种群，C错误：化石是生物进化最直接的证据，可

直观反映形态结构的演变，D正确。

【典例3】（2023•江苏）

科学家将异源多倍体的抗叶锈病基因转移到普通小麦中，育种过程如图所示。图中A、B、C、D表示4

个不同的染色体组，C组含抗病基因。回答下面的问题：

选抒

（1）异源多倍体的培育需用_________处理杂种幼苗，原理是。

（2）杂交后代③的抗病基因稳定遗传的方法是o

【答案】（1）秋水仙素染色体数目变异

（2）射线照射使含抗病基因的染色体片段转接到小麦染色体上（染色体易位）

【解析】（1）秋水仙素抑制纺锤体形成，导致染色体数目加倍，形成异源多倍体。

（2）通过染色体易位将抗病基因整合到小麦染色体上，可避免减数分裂时基因分圉，实现稳定遗传。

易错提醒！！！

易错点1：将杂交育种和基因工程育种的“基因重组”等同，或将单倍体育种的原理归为“基因重组”。

杂交育种的基因重组发生在有性生殖过程中，是同一物种内原有基因的重新组合。基因工程育种的基因

重组是外源基因导入，打破了物种界限，基因来源不同。

易错点2：单倍体育种和多倍体育种中，秋水仙素处理对象相同。单倍体育种：处理对象是单倍体幼苗

（单倍体高度不育，无种子）。多倍体育种：处理对象是萌发的种子或幼苗（多倍体可产生种子，如三

倍体无子西瓜需年年制种）。

易错点3：认为所有育种产生的变异都是“定向”的，或认为“无籽果实”的性状不可遗传。定向

改造：只有基因工程育种能定向改变性状，其他育种均依赖变异的不定向性,需人工筛选。可遗传变异：

只要育种过程改变了遗传物质（如基因突变、染色体变异、基因重组），即使性状无法通过种子传递（如

三倍体无子西瓜），其变异仍属于可遗传变异。

:对点训练

1.下列关于杂交育种的叙述，错误的是（）

A,可将多个优良性状集中在一个个体上

B.需连续自交多代以获得稳定遗传的纯合子

C.可用于培育显性和隐性纯合子

D.只能利用已有的基因进行重组

【答案】C

【解析】杂交育种通过自交筛选可获得显性纯合子，但隐性性状一旦出现即为纯合子，无需多次自交，

C错误。

2.下列关于生物变异与育种的叙述，正确的是（）

A.基因重组仅发生在减数第一次分裂后期

B.单倍体育种需用秋水仙素处理萌发的种子

C.多倍体植株的染色体组数加倍，结实率降低

D.诱变育种可定向产生有利变异

【答案】C

【解析】基因重组发生在减数第一次分裂前期（交叉互换）和基因工程中，A错误；单倍体高度不育，

无法形成种子，需用秋水仙素处理幼苗，B错误：多倍体（如三倍体）因染色体联会紊乱，减数分裂产

生正常配子的概率低，导致结实率下降，C正确：诱变育种的原理是基因突变，具有不定向性，需大量

筛选，D错误。

3.栽培稻甲产量高、品质好，但每年只能收获一次；野生稻乙种植一次可连续收获多年，但产量低。科学

家利用甲和乙杂交，培育出兼具两者优点的品系内。

（1）该育种方法的原理是。

（2）品系丙的成功培育体现了生物多样性的价值。

【答案】（1）基因重组（2）直接

【解析】（1）杂交育种通过基因重组将不同亲本的优良性状集中，原理为减数分裂过程中的基因自由

组合或交叉互换。

（2）培育新品系用于农业生产，体现生物多样性的直接价值（如食用、科研等）。

4.研究者将簇毛麦（2"14）的优良性状导入普通小麦（2n=42）中，通过杂交获得含28条染色体的杂种

植株。回答下面的问题：

（1）簇毛麦与普通小麦杂交存在__________,需通过___________技术获得杂种植株。

（2）杂种植株的染色体数目为,减数分裂时染色体（能/不能）正常联会。

【答案】（1）生殖隔离植物组织培养（2）28不能

【解析】（1）不同物种间存在生殖隔离，需通过植物组织培养（如幼胚离体培养）克服杂交不亲和障

碍。

（2）杂种植株染色体组成为簇毛麦（7条）+普通小麦（21条）=28条，因无同源染色体，减数分裂

时无法正常联会。

5.无子西瓜是由二倍体（2n=22）与同源四倍体杂交后形成的三倍体。回答下面的问题：

（1）四倍体植株上产生的雌配子含条染色体，三倍体植株的染色体数目为。

（2）三倍体无子的原因是。

【答案】（1）2233（2）减数分裂时染色体联会紊乱，无法形成正常配子

【解析】（1）四倍体（4"44）产生的配子含22条染色体，与二倍体（2n=22）杂交形成三倍体（3n=33）。

（2）三倍体有三个染色体组，联会时形成“三价体”，导致配子染色体数目异常，无法受精。

考点02基因编辑在育种中的应用

考点梳理

1.基因编辑技术核心原理

（1）CRISPR-Cas9系统组成

gRNA：识别靶DNA序列（20nt）,需邻近PAM序列（如NGG）。

Cas9蛋白：核酸内切酶，切割DNA双链形成DSB。

修复机制：NHEJ（非同源末端连接）：易产生插入/缺失突变，用于基因敲除，HDR（同源定向修复）：

需供体DNA模板，实现精确编辑（如点突变、基因敲入）。

（2）技术对比

特异性操作复杂度成本应用场景

CRISPR-Cas9较高低低大规模多基因编辑

特异性操作复杂度成本应用场景

TALEN/ZFN高高高单基因精准编辑

碱基编辑极高中等中等单碱基替换（如C-T）

2.育种应用方向

（1）作物改良

A.抗病虫：敲除感病基因（如水稻Pi-ta基因抗稻瘟病）。

B.抗逆性：编辑ABA信号通路基因提高耐旱性。

C.品质提升：编辑淀粉合成酶基因改良水稻口感。

（2）动物育种

A.抗病性：敲除猪的CD163基因抵抗蓝耳病。

R.生产性能：编辑肌肉生长抑制素（VSTN）基因增加家畜瘦肉率,

3.技术优势与挑战

（1）优势

A.精准性：靶向单个碱基或多基因同时编辑。

B.高效性：育种周期从传统10年缩短至1-2年。

C.安全性：不引入外源基因，部分国家（如美国）将其视为非转基因作物。

（2）挑战

A.脱靶效应：Cas9切割非目标位点，需通过全基因组测序检测。

B.嵌合体现象：部分细胞未编辑，需筛选纯合子。

C.伦理争议：基因驱动可能影响生态平衡，需严格监管。

解题秘籍

大招详解

1.选择题

CRISPR核心元件:gRNA识别靶序列,PAM序列（如NGG）是Cas9结合的必要条件。

修复机制选择：敲除基因用NHEJ,精确替换用HDRO

技术区分：基因编辑（定向修饰内源基因）W转基因（插入外源基因）。

易错陷阱

脱靶效应：无法完全避免，只能通过优化gRNA设计降低。

碱基编辑：无需供体DNA,直接替换单碱基（如C-T）。

嵌合体现象：动物和植物均可能发牛.，需通过克隆或自交纯化。

2.简答题

（1）技术原理类

CRISPR-Cas9工作流程：①gRNA与靶DMA互补配对；②Cas9切割双链；③通过NHEJ/HDR修复实

现编辑。

碱基编辑优势：无需DSB,减少基因组不稳定风险，适用于单核甘酸遗传病治疗。

（2）应用分析类

案例设计：若改良水稻抗虫性，可敲除害虫识别受体基因（如OsSWEETM）,通过NHEJ实现基因失活。

优缺点比较：传统杂交育种周期长但遗传稳定性高，基因编辑精准但需验证脱靶风险。

3.实验设计题

（1）编辑效率验证

分子水平：PCR扩增靶区域，测序检测突变位点。

表型水平：观察编辑后植株的抗病性或产量变化。

（2）脱靶效应检测

全基因组测序：与野生型对比，筛选潜在脱靶位点。

Digenome-seq：体外切割基因组DNA后测序，预测脱靶风险。

【典例1】（2025•湖北）治疗疟疾的药物青蒿素主要从植物黄花蒿中提取，但含量低°为培育青蒿素

含最高的黄花蒿新品种，科研工作者开展了相关研究，发现青蒿素主要在叶片的腺毛中合成与积累，并

受到如水杨酸（SA）和茉莉酸甲酯（MeJA）等植物激索的调节。研究表明,SA和MeJA通过调控miR160

的表达量（miR16（）是一种微小RNA,能与靶mRNA结合，引起后者降解），影响黄花蒿腺毛密度和青蒿

素含量。miR160的一种靶mRNA编码ARFI蛋白，该蛋白影响青蒿素合成关键酶基因DBR2的表达。研究

结果如图所示。

J

1.20W

1.00J

0.80(i

O.Mm

g区

/

0.40g

OJOD

W32耳

0.00)4

^

4

1

0

回答下列问题：

⑴青蒿素主要在叶片的腺毛中合成与积累，其根本原因是：

(2)据图分析可知，miR160的表达量与青蒿素含量间呈现_________相关性，并且可以推测外源MeJA处

理对青蒿素含景的影响是：O

(3)基于上述材料，miR160通过直接影响__________,调控青蒿素的合成。

(4)请写出SA、ARF1、miR160和DBR2调控青蒿素生物合成的通路(用“一”表示促进,用“一|”表示

抑制，显示各成员间的调控关系)：__________。

(5)请根据上述材料，提出一种培育青蒿素含量高的黄花蒿新品种的思路：o

【答案】(1)与青蒿素合成相关的基因在叶片腺毛细胞中选择性表达

(2)负外源MeJA处理会使青蒿素含量增加

(3)ARF1蛋白的合成(或ARF1基因的表达)

(4)SA—|miR160—|ARF1-*DBR2f青蒿素

(5)通过基因工程技术敲除黄花蒿中的miR160基因(或抑制miR16()基因的表达)

【解析】(1)在细胞分化过程中，基因会进行选择性表达。青蒿素主要在叶片的腺毛中合成与积累，

这是因为与青蒿素合成相关的基因在叶片腺毛细胞中进行了选择性表达。

(2)①观察可知，而R160基因过表达时，青蒿素含量降低；敲除miRIGO基因时，育蒿素含量力高,

所以miR160的表达量与青蒿素含量间呈现负相关性。②从图中看到，MeJA处理组与对照组相比，

miR160表达量降低，而miR160表达量与青蒿素含量负相关，所以可以推测外源MeJA处理会使青蒿

素含量增加。

(3)已知miR160是一种微小RNA,能与靶mRNA结合,引起后者降解,且miR160的一种靶mRNA编

码ARF1蛋白，所以miR160通过直接影响ARF1蛋白的合成(或ARF1基因的表达)，调控青蒿素的

合成0

（4）根据题意，SA和MeJA通过调控miR160的表达量，miR160能影响ARF1蛋白（因为其靶mRNA

编码ARF1蛋白），ARF1蛋白影响青蒿素合成关键酶基因DBR2的表达，进而影响青蒿素合成。所以

调控通路为：SA—|miR160—|ARFl-DBR2-青蒿素（这里表示SA抑制miR160表达，miR160抑制

ARF1表达，ARF1促进DBR2表达，DBR2促进青蒿素合成）

（5）由于miR160的表达量与青蒿素含量呈负相关，所以可以通过基因工程技术敲除黄花蒿中的

miR160基因，或者抑制miR160基因的表达，从而培育出青蒿素含量高的黄花蒿新品和％

【典例2】（2024•新课标U卷）某研究小组将纤维素酶基因（N）插入某种细菌（B1）的基因组中，构

建高效降解纤维素的菌株（B2）o该小组在含有N基因的质粒中插入B1基因组的m与M2片段；再经

限制酶切割获得含N基因的片段甲，片段甲两端分别为Ml与M2；利用CRISPR-Cas9基因编辑技术将片

段甲插入B1的基因组，得到菌株B2,酶切位点（I〜IV）、引物（P1〜P4）的结合位置、片段甲替换

区如图所示，一表示引物5'方向。回答下列问题。

启动不

标记基内

（1）限制酶切割的化学键是o为保证N基因能在菌株B2中表达，在构建片段甲时，应

将Ml与M2片段分别插入质粒【和H、IH和N酶切位点之间，原因是o

（2）CRISPR-Cas9技术可以切割细菌B1基因组中与向导RNA结合的DNA。向导RNA与B1基因组DNA

互补配对可以形成碱基对有G-C和。

（3）用引物P1和P2进行PCR可验证片段甲插入了细菌B1基因组，所用的模板是；若用该模板

与引物P3和P4进行PCR,实验结果是。

（4）与秸秆焚烧相比，利用高效降解纤维素的细菌处理桔秆的优点是（答出2点即可）

【答案】（1）磷酸二酯键不破坏N基因，且能保证51基因正常表达

（2）C-G,A-T,U-A

（3）N基因的两条链不能扩增出目的基因

（4）不污染环境、增加土壤养分

【解析】(1)限制酶切割的亿学键为磷酸二酯键。在构建片段甲时，应将加与M2片段分别插入质粒

的I和H、III和IV酶切位点之间，不破坏N基因，旦能保证N基因正常表达。

(2)RNA的碱基组成有A、U、G、C,DNA的碱基组成为A、T、G、C,向导RNA与B1基因纽DMA互补配

对可以形成的碱基对有G-C和C-G、AT、U-Ao

(3)用引物Pl和P2进行PCR可扩增N基因，验证片段甲插入了细菌B1基因组，所用的模板是N基因

的两条链；用该模板与引物P3和P4进行PCR,因为P3不能与N基因模板链结合，实验结果是不能扩增

出DNA片段。

(4)与秸秆焚烧相比，利用高效降解纤维素的细菌处理秸秆的优点是不污染环境、增加土壤养分。

【典例3】(2023•江苏)为了将某纳米抗体和绿色荧光蛋白基因融合表达，运用重组酶技术构建质粒，

如图1所示。请回答下列问题：

注：荧光蛋白

拟构建的720bp390bpEGFP

基因结构—AnBl纳米抗体

EGFPAnBl

基因重组

克煤流程

注::—►表示PCR用物;

转化G/相同背景方框表示

同源序列，

二V

图1

(1)分别进行PCR扩增片段F1与片段F2时，配制的两个反应体系中不同的有,扩墙程序中最主

耍的不同是______0

(2)有关基因序列如图2,引物F2-F、F1-R应在下列选项中选用。

EGFP基因序列：5ATGGTGAGCAAGGGC-----------GACGAGCTGTACAAG3!

AnBl基因悯:5CATGTCCAGCTGCAG............CCAAAACCACAACCA3.

TG------CAACCA

B.TGGTTG-CACCAT

C.GACGAGCTGCAG

D.CTGCAG-----CTCGTC

(3)将PCR产物片段与线性质粒载体混合后，在重组酶作用下可形成环化质粒，直接用于转化细菌。这

一过程与传统重组质粒构建过程相比，无需使用的酶主要有_____o

⑷转化后的大肠杆菌需采用含有抗生素的培养基筛选，下列叙述埼送的有。

A.稀释涂布平板需控制每个平板30~300个菌落

B.抗性平板上未长出菌落的原因一般是培养基温度太高

C.抗性平板上常常会出现大量杂菌形成的菌落

D.抗性平板上长出的单菌落无需进一步划线纯化

(5)为了验证平板上菌落中的质粒是否符合设计，用不同菌落的质粒为模板，用引物F1-F和F2-R进行

了PCR扩增，质粒PrP4的扩增产物电泳结果如图3.根据图中结果判断，可以舍弃的质粒有__o

bp里驾一一一

3000—

2000—

1000———

500——

250--

50.

图3

(6)对于PCR产物电泳结果符合预期的质粒，通常需进一步通过基因测序确认，原因是______。

【答案】(1)模板(片段F1、片段F2)、引物退火温度

(2)CD

(3)限制性内切核酸酶(限制醉)和DNA连接酶

(4)ABC

(5)P3、P4

(6)琼脂糖凝胶电泳技术仅能用于分析待检测DNA分子的大小，无法确定待检测DNA分子的碱基序列

【解析】(1)PCR反应进行的条件：引物、酶、dNTP、模板和缓冲液(其中需要Mg2+)。分别进行PCR

扩增片段F1与片段F2时，配制的两个反应体系中不同的有模板(片段F1、片段F2)、引物。PCR过

程需要两种引物，能分别与目的基因两条链的3'端通过碱基互补配对结合。不同的PCR反应体系中，模

板和引物是不同的：扩增程序中依据不同引物设置不同的退火温度是最重要的环节，恰当地选择退火

温度，尽量避免引物与模板的非特异性结合，以保证目的产物的有效扩增。而对于延伸时间而言，以

常用的TaqDNA聚133合酶为例，催化DNA延伸的速度为］000〜2000bp/min,通常在实验室中可根据

FI的片段大小在30s〜2min的时长内大致设置廷伸时间，一般不雪要精确控制。

（2）由图1可知，引物F2-F用于扩增F2片段，引物F1-R用于扩增F1片段，C选项中5'-GACGAG-3'

能与AnBI中左侧部分碱基进行碱基互补配对，因此引物F2-F选用C。D选项中5'-CTGCAG-3'能与EGFP

中的右侧部分序列进行碱基互补配对，因此引物F1-R选用Do

（3）传统重组质粒构建需要使用限制性内切核酸酶（限制酶）切割质粒使其具有与目的基因相同的黏

性末端，之后再用DNA连接酶将目的基因和质粒连接成重组质粒。将PCR产物片段与线性质粒载体混合

后，由于PCR产物片段和线性质粒载体具有同源序列，可通过重组酹形成环化质粒。不需要使用限制性

内切核酸酶（限制酶）和DNA连接酶。

（4）转化后的大肠杆菌需采用含有抗生素的培养基筛选，月稀释涂布平板法筛选时，菌落数可能低于

30,A错误；培养基冷却后才能接种，抗性平板上未长出菌落，一般不是培养基温度太高所致，B错误；

转化后的人•肠杆菌需采用含有抗牛素的培养某筛诜，一般含有重组质粒的大肠杆菌才能发展为菌落，故

不会出现大量杂菌形成的菌落，C错误；稀释涂布平板和平板划线法均为分离纯化细菌的方法，用稀释

涂布平板法在抗性平板上长出的单菌落无需进一步划线纯化，I）正确。

（5）EGFP为720bp,AnBI为390bp,二者的总大小为720bp+390bp=1110bp,用引物FbF和F2-R进行

了PCR扩增，其大小接近于Pl、P2,根据图中结果判断，可以舍弃的质粒有P3、P4。

（6）琼脂糖凝胶电泳技术仅能用于分析待检测DNA分子的大小，无法确定待检测DNA分子的碱基序列，

因此对于PCR产物电泳结果符合预期的质粒，通常需进一步通过基因测序确认.

易错提醒！！！

1.基因编辑与转基因：基因编辑：仅修饰内源基因（如敲除、替换），不引入外源DNA；转基因：插入外

源基因（如Bt抗虫基因），可能引发生态争议。

2.脱靶效应与嵌合体：脱靶效应：Cas9切割非目标位点，导致非预期突变；嵌合体：同•生物体内部分

细胞编辑成功，部分未编辑，常见于早期胚胎编辑。

3.技术细节误区：PAM序列作用-靶DNA需包含PAM（如NGG）,位于gRNA互补序列的3'端，是Cas9

结合的前提；HDR的局限性-HDR依赖细胞分裂期的同源模板，非分裂细胞中效率极低，需通过化学诱

导或病毒载体递送模板。

对点训练

1.青蒿素是治疗疟疾的重要药物，主要从黄花蒿叶片的腺毛中合成,研究发现，水杨酸（SA）和茉莉酸甲

酯(MeJA)通过调控miR160的表达量影响青蒿素含量。miR160的靶mRNA编码ARF1蛋白,ARF1蛋

白影响青蒿素合成关键酶基因DBR2的表达。回答下面的问题：

(1)青蒿素在腺毛中合成的根本原因是。

(2)miR160的表达量与青蒿素含量呈—相关性，推测MeJA处理的影响。

(3)miR160直接调控的分子是。

(4)请写出SA、miR160、ARF1、DBR2的调控通路(用一和一|表示)。

(5)提出一种培育青蒿素高含量品种的基因编辑思路。

【答案】(I)与青蒿素合成相关的基因在腺毛细胞中选择性表达

(2)负相关性MeJA处理会增加青蒿素含量

(3)ARF1蛋白的合成

(4)SA—|miR160—IARF1-DBR2-青蒿素

(5)通过CRISPR-Cas9敲除miR160某因或抑制其表认

【解析】(1)细胞分化的本质是基因选择性表达，腺毛细胞中相关基因激活，其他细胞中关闭。

(2)miR160过表达时青蒿素减少，敲除后增加,说明负相关；MeJA处理组miR16()降低,间接促进

青蒿素合成。

(3)miR160通过降解ARF1的mRNA抑制其翻译

(4)SA抑制miR160,miR160抑制ARF1,ARF1促进DBR2,DBR2催化青蒿素合成

(5)直接阻断miR160的负调控作用，提高ARF1和DBR2的表达水平

2.纤维素能基因(N)插入细菌B1的基因组中。首先构建含N基因和细菌同源片段Ml,M2的重组质粒，

通过限制酹切割获得片段甲(Ml-N-M2),再利用CRISPR-Cas9将片段甲替换B1基因组中的特定区域，

获得高效降解纤维素的菌株B2。

(1)限制酶切割的化学键,Ml和M2的作汨是o

(2)向导RNA与DNA互补配对的碱基对有。

(3)用引物P1/P2和P3/P4分别PCR检测B2,结果是<.

(4)与秸秆焚烧相比，生物处理的优点是。

【答案】(1)磷酸二酯键保证N基因的启动子、编码区、终止子完整并正确整合

(2)G-C、A-T、U-A、C-G

(3)P1/P2扩增出目标条带，P3/P4无产物

(4)减少环境污染，增加土壤养分

【解析】：(1)限制酶切割的化学键是磷酸二酯键，Ml和M2作为同源臂，通过同源重经确保基因表

达元件的完整性。

（2）RNA的U与DNA的A配对，DNA的T与RNA的A配对。

（3）片段甲替换原序列后，P4的结合位点被删除，无法扩漕。

（4）焚烧产生CO和颗粒物，生物处理可减少环境污染，增加土壤养分。

3.科研人员利用CRISPR-Cas9技术编辑水稻耐盐负调控基因OsEILl和OsEIL20敲除这两个基因后，水

稻在盐胁迫下的存活率显著提高。测序发现，突变基因在转录起始位点后插入1个碱基，导致蛋白质

翻译提前终止。回答下面的问题。

（1）基因编辑的原理是。

（2）插入碱基导致蛋白质变短的原因是。

（3）如何在个体水平验证耐盐性o

（4）与传统杂交育种相比，基因编辑的优势是。

【答案】（1）CRISPR-Cas9系统识别并切割DNA,通过非同源末端连接（NHEJ）引入突变

（2）插入碱基导致读码框移位，提前出现终止密码子

（3）将转基因水稻与野生型在相同盐浓度下培养，测量株高、鲜重、存活率等指标

（4）精准定向改造基因、缩短育种周期、避免连锁累赘

【解析】（1）Cas9在向导RNA引导下切割目标DNA,细胞修复时随机插入/缺失碱基。

（2）移码突变使后续密码子重新编组，可能提前遇到UAA、UAG等终止密码。

（3）表型对比是最直接的个体水平睑证方法。

（4）传统杂交需多代筛选，基因编辑可直接获得纯合突变体。

考点03雄性不育在育种中的应用

考点梳理

雄性不育在杂交育种中围绕“去雄”步骤的替代方案展开，是高考对“育种原理与实践”考查的高频

切入点。

1.核心概念：雄性不育的定义

雄性不育是指植物花粉败育、不能产生正常可育花粉，但雌蕊发育正常、可接受外来花粉受精结实的现

象。其价值在于避免人工去雄的繁琐操作，大幅提高杂交育种效率，尤其适用于水稻、玉米等花小、人

工去雄困难的作物。

2.关键类型：三类不育及其遗传特点

高考聚焦质核互作型雄性不育，需明确三类不育的遗传差异,避免混淆。

高考考查

遗传控制育性恢复方式

频率

细胞质雄性不育无法通过细胞核基因恢复，应

细胞质基因(S)控制低

(CMS)用受限

细胞核雄性小育

细胞核隐性基因(ms)控制显性基因(Ms)可恢复育性中

(GMS)

质核互作型雄性不细胞质基因(S)+细胞核隐性基因细胞核显性基因(Ms)可恢复

高

育(msms)育性

3.核心应用：三系法与两系法(高考重点)

两者均基于质核互作型或核不育型设计，是解决“不育系繁殖”和“杂交种生产”的关键技术。

(1)三系法(经典方法)需配套三个品系，核心是“不育系的繁殖”和“杂交种的生产”两步操

作。

A.不育系(A)：基因型S(msnis),作为母本，花粉不育。

B.保持系(B)：基因型N(msnis),与不育系杂交，后代仍为不育系(S(nisms)),用于保持不育系的

稳定遗传。

C.恢复系(R)：基因型N(MsMs)或S(MsMs),与不育系杂交，后代基因型为S(Msms),花粉可育

(恢复育性)，即为生产上使用的杂交种。

三系法杂交水稻系统如下图所示

鎏殖不育系繁殖保持系

(2)两系法(简化方法)利用光温敏核不育系(基因型msnis),其育性由环境条件(光照时长、温

度）控制:

A.长日照/富温条件下：表现为雄性不育，可作为母本与父本杂交生产杂交种。

B.短日照/低温条件下：表现为可育，可自交繁殖不育系，无需保持系，简化了育种流程。

两系法杂交系统如下图所示

光敏不育系

短日照长日照

条件下条件下

雄性可育雄性不育X恢复系

T

光敏不育系R杂交种

解题秘籍）

解题大招

大招1：“三系法”基因型与杂交组合速判

第一步：锁定核心品系一一不育系（A）不育系基因型固定为S（msms）（质核互作型），是所有杂交

的母本（因花粉不育，只能接受花粉）。

第二步：区分保持系与恢复系：若某品系与不育系（A）杂交，后代仍为不育系（A）,则该品系为保持

系（B）,基因型必为N（msms）（细胞质提供N,细胞核提供ms,后代细胞质随母本为S,细胞核为msms,

仍不育）。

若某品系与不育系（A）杂交，后代育性恢复（可育），则该品系为恢复系（R）,基因型必含Ms基

因（如N（MsMs）、S（MsMs））,后代细胞核为Msms,可育。

第三步：验证杂交组合生产杂交种的组合必为A（母本）XR（父本），繁殖不育系的组合必为A（母

本）XB（父本）。

大招2：“两系法”育性控制与应用场景判断

题干中出现“长日照不育、短日照可育”或“高温不育、低温可育”，直接判定为两系法，核心是“环

境控制育性”，无需保持系。

杂交种生产：需在“不育条件”（长日照/高温）下，用不育系作母本与父本杂交。

不育系繁殖：需在“可育条件”（短日照/低温）下，让不育系自交（因自交可育）。

大招3：方法对比题的“关键词”秒杀

题干出现“三个品系”“保持系”“恢复系”一三系法。

题干出现“光温敏”“环境控制育性”“无需保持系”一两系法。

优势对比：两系法因“简化品系、减少制种环节”，优势是制种成本低、周期短；三系法优势是育性

稳定，受环境影响小。

【典例1］（2023•海南）某作物雄性育性由细胞质基因（P/H）和细胞核基因（D/d）控制，4个纯合

品种如下：

细胞质基因细胞核基因育性

①Pdd不育

②Hdd可育

③HDD可育

④PDD可育

下列叙述错误的是（）

A.①X②均为不育

B.②、③、④自交后代均为可育

C.①X③一F的杂交种，需年年制种

D.①义③一F］（父本）与②X③一Fl（母本）杂交，子代可育：不育=3：1

【答案】D

【解析】①（P（dd））X②（H（dd））-Fi为P（dd）,不育，A正确；②、③、④自交后代细胞质基因

不变，细胞核基因纯合，均为可育，B正确；①X③-F］为P（Dd）,自交后F2出现性状分离，需年年制

种，C正确；①X③-F加P0d）（父本），②义③-F济H（Dd）（母本），杂交后代细胞质为II,均

为可育，比例1：0,【）错误。

【典例2】（2025•全国I）某农作物雄性育性由细胞核基因（R/r）和细胞质基因（N/S）共同控制，

其中R对r为显性，细胞质中只含N或S。研究人员利月4个纯合品种（如下表）进行杂交实验,

成功获得生产.匕可利用的杂交种。

细胞质基因细胞核基因育性

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