生物育种（高效培优讲义）原卷版-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）。

卜培优讲练

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一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

性

2.部分育种方式对照表

核心原理关键步骤优点缺点

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、微重力等因索诱导基因突变

I）.基因工程育种可定向改造生物的遗传性状

【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

[由；；/一飞---BBCC

7孕\/'、二古热带木本竹

[AABBCC

率/HPF-]............:;―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

【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：

“杂交后代Q）1

AAHHDI）♦含抗病基因的染色体

（2）杂交后代③的抗病基因稳定遗传的方法是________。

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

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

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丙。

（1）该育种方法的原理是0

（2）品系丙的成功培育体现了牛物多样性的价俏。

【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（2n=M）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）簇毛麦与普通小爰杂交存在，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。

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。

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

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：编辑淀粉合成能基因改良水稻口感。

（2）动物育种

A.抗病性：敲除猪的CD163基因抵抗蓝耳病。

B.生产性能：编辑肌肉生长抑制素（MSTN）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。

解翘秘籍

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生，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DNA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0sSWEET14）,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）治疔疟疾的药物育蒿素主要从植物黄花蒿中提取，但含量低。为培育育蒿素

含量高的黄花篙新品种，科研工作者开展了相关研究，发现寿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（\IcJA）等植物激素的调节。研究表明，SA和McJA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。

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将MI与M2片段分别插入质粒I和n、in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o

（4）与秸秆焚烧相比，利用高效降解纤维索的细菌处理粘秆的优点是（答出2点即可）

【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：EGFP荧光蛋白

拟构建的720bp390bp

基因结构—AnBl纳米抗体

EGFPAnBl

巳士F2片段

冲F1片段»PCR弓I物及目

的产物片段

F2-R

-HDFkR

［线性质粒

T7启动子

基因重组Am/f载体

克隆流程

PCR产物片段与

市组酶

线性载体混合

注：—表不PCR用物;

转化相同背景方框表示

同源序列

（1）分别进行PCR扩增片段F1与片段卜'2时・，配制的两个反应体系中不同的有,扩增程序中最主

要的不同是o

（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：5'ATGGTGAGCAAGGGC-------GACGAGCTGTACAAG3!

AnBl基因序列:5CATGTCCAGCTGCAG-----CCAAAACCACAACCA3,

TG------CAACCA

B.TGGTTG------CACCAT

C.GACGAG------CTGCAG

D.CTGCAG-CTCGTC

(3)将PCR产物片段与线性质粒载体混合后，在重组的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，下列叙述笛误的有。

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

I).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，用引物门-F和F2-R进行

了PCR扩增，质粒P1~P4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

IFMPlP2P3P4

3000—

2000—

1OOO———

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。

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：同一生物体内部分

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的表达量影响青荒素含量。miR160的靶mRNA编码ARF1蛋白，ARF1蛋

白影响青蒿素合成关键酶基囚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o

（4）请写出SA、miR160、ARFl、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。

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MUM2的重组质粒，

通过限制酶切割获得片段甲（M1-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，牛物处理的优点是。

3.科研人员利用CRISPR-Cas9技术编辑水稻耐盐负调控基因OsEILl和OsEIL2。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O

（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峦性.

（4）与传统杂交育种相比，基因编辑的优势是<,

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