資源簡介

第3節胚胎工程
第1課時 胚胎工程的理論基礎
學習目標
1.概述胚胎形成經過的過程（生命觀念）
2.說出受精的含義及受精過程（生命觀念）
3.簡述早期胚胎發育的基本過程（生命觀念）
課前自主探究
一．胚胎工程
1.概念：指對 、受精卵或早期胚胎細胞進行多種顯微操作和處理，然后將獲得的
到雌性動物體內生產后代，以滿足人類的各種需求。
2.技術手段：包括 、胚胎移植和 等。
二．受精
1.概念： 和 結合形成 (受精卵)的過程，包括受精前的準備階段和
階段。
2.場所：自然條件下，哺乳動物的 內。
3.過程：
三.胚胎早期發育
易錯易混辨析：
(1)卵子形成過程中，減數分裂Ⅰ和減數分裂Ⅱ是連續的(　 　)
(2)精子獲能就是獲得“能量”(　 　)
(3)透明帶反應和卵細胞膜反應是防止多精子入卵的兩道屏障(　 　)
(4)卵裂期胚胎中細胞數目和有機物總量在不斷增加(　 　)
(5)雄性動物剛剛排出的精子并不具有受精能力，必須獲能后才具備受精能力(　 )
(6)常以觀察到兩個極體或者雌、雄原核作為判斷卵子是否受精的標志(　 　)
課堂合作探究
探究一 受精作用
請回答有關受精過程的相關問題：
1.受精過程中卵子的哪些結構發生生理反應可以防止多精入卵？這有什么意義？
2.在動物體內卵細胞與精子結合發生的場所在哪？受精后將會一直在這里發育嗎？
3.受精卵中的遺傳物質父母雙方各占一半，對嗎？
4.精母細胞在變成精子的過程中，很多結構會消失，而細胞核與線粒體都保留了下來，請嘗試用你所了解的哺乳動物受精的相關知識來解釋這一現象。
【歸納總結】　
①使精子獲能的方法有直接利用雌性動物的生殖道使精子獲能；將精子培養在人工配制的獲能液中使其獲能等。獲能液的成分因動物種類不同而有所差異，常見的有效成分有肝素、Ca2＋載體等。
②精子獲能是指精子獲得受精“能力”，而不是獲得能量；排卵是指卵子從卵泡中排出，而不是卵泡從卵巢中排出。
③不同動物排出的卵子成熟程度不同，有的可能是次級卵母細胞，如豬、羊等；有的可能是初級卵母細胞，如馬、犬等。但它們都要在輸卵管內進一步成熟．當達到減數分裂Ⅱ的中期時，才具備與精子受精的能力。
④減數分裂Ⅱ、受精作用和受精卵的早期細胞分裂都是在雌性動物的輸卵管中進行的。
⑤卵子減數分裂Ⅱ是在精子和卵子結合的過程中完成的。
2．受精過程中的“兩道屏障”
探究二.胚胎早期發育
請思考回答有關胚胎早期發育的問題：
(1)哺乳動物個體發育的起點是什么？其胚胎發育的整個過程發生的場所是在哪里？
(2)卵裂中“卵”與“裂”分別指什么？在哪個部位進行，有哪些變化？
(3)胚胎發育過程中開始出現細胞分化的階段和細胞分化最顯著的階段分別是哪些時期？細胞分化的原因是什么？
(4)內細胞團出現于什么時期？內細胞團是否具有全能性？
（5）胚胎發育卵裂期細胞中有機物、DNA的含量和細胞體積有什么特點？為什么？
【歸納總結】
細胞全能性與早期胚胎發育各階段的關系；
(1)桑甚胚期以前的細胞具有全能性，即每一個細胞都有發育成完整胚胎的潛能。
(2)囊胚開始出現細胞分化，其中內細胞團細胞具有全能性。
(3)原腸胚中出現胚層分化，全能性降低。
2.3.1胚胎工程理論基礎
1.下列有關哺乳動物受精的說法正確的是（ ）
A.在自然情況下，受精是在雌性的子宮內完成的
B.受精完成的標志是精子接觸卵細胞膜
C.受精的實質是雌、雄原核的融合
D.精卵相遇時精子就能與卵細胞膜接觸
2.科學家通過將大熊貓的細胞核植入去核的兔子卵細胞中，克隆出一批大熊貓胚胎。下列有關克隆大熊貓胚胎的敘述中，正確的是(　　)
A．克隆出的早期胚胎，其各細胞的細胞核具有相同的遺傳信息
B．兔子卵細胞的細胞質不能激發大熊貓細胞的細胞核表現出全能性
C．在形成早期胚胎的過程中，依次經歷了卵裂期、囊胚、桑葚胚、原腸胚等階段
D．重組卵發育成早期胚胎的過程一直在透明帶內進行
3.如圖是胚胎發育過程中某階段示意圖，下列有關敘述錯誤的是（ ）
A.圖中②將發育為胎膜和胎盤等結構
B.圖中③可發育成胎兒的各種組織
C.高等哺乳動物細胞分化開始于桑甚胚期
D.胚胎從①中伸展出來的過程叫做孵化
4.關于桑葚胚和囊胚的比較，下列敘述正確的是（ ）
A.桑葚胚的內細胞團將來可發育成胎兒的各種組織
B.囊胚的滋養層細胞屬于未分化的細胞
C.囊胚期細胞分化是由于遺傳物質突變引起的
D.囊胚的進一步擴大會導致透明帶的破裂
5.在動物胚胎發育過程中，早期原腸胚的細胞從一個部位移植到另一部位時，被移植的細胞能適應新的部位并參與該部位的器官形成，但如果在原腸胚的末期，把未來發育為蠑螈后肢的部分移植到另一蠑螈胚胎不長后肢的部位，將發育為一條額外的腿，這說明（ ）
A.原腸胚末期已出現了組織分化和器官的形成
B.原腸胚末期出現了細胞分化
C.細胞是全能的
D.原腸胚已出現了三個胚層
6.胚胎發育的早期有一段時間是在透明帶中進行的，這一時期稱為卵裂期。其特點是（ ）
A.細胞進行有絲分裂，所有細胞均具有全能性
B.每個細胞體積不變，細胞的數量增加
C.胚胎有機物總量增加，細胞DNA總量不斷減少
D.所有細胞的相對表面積減小，核物質（質量）與質物質比值增大
7.精子內的頂體由溶酶體特化而來。精卵識別后，頂體釋放溶酶體酶使卵子外層形成孔洞，以利于精卵融合形成受精卵。下列有關敘述錯誤的是（ ）
A.細胞中溶酶體酶的釋放可造成細胞裂解
B.精子游向卵子所需的能量主要來自線粒體
C.精子和卵子的融合依賴于生物膜的流動性
D.受精卵細胞中的遺傳物質一半來自父方，一半來自母方
8．下列關于精卵結合的敘述錯誤的是(　　)
A．哺乳動物受精過程中精子穿越透明帶后，進入卵細胞膜
B．卵子一般在排出2～3小時后才能被精子穿入
C．剛剛排出的精子，不能立即與卵子結合受精
D．在精子觸及卵細胞膜的瞬間，卵細胞膜會發生生理反應，阻止其他精子進入
9．如圖為哺乳動物(2n)的卵原細胞進行減數分裂及之后的生理過程示意圖，下列說法正確的是(　　)
A．細胞Ⅱ是初級卵母細胞，細胞內含有4個染色體組
B．圖中減數分裂的整個過程都在卵巢中進行
C．處于減數分裂Ⅱ前期的細胞Ⅲ具備與精子結合的能力
D．細胞Ⅳ卵裂成早期胚胎的方式是有絲分裂
10．下列關于卵裂期的敘述，正確的是(　　)
A．細胞不斷分裂，胚胎體積不斷增大
B．卵裂處于囊胚形成的過程中，每個細胞的體積不斷增大
C．卵裂過程進行有絲分裂，胚胎中DNA總量不斷增加
D．卵裂需要消耗能量，有機物總量和種類都不斷減少
11．如圖為受精作用及胚胎發育示意圖，a、b代表兩個發育時期。下列敘述錯誤的是(　　)
A．①過程發生同源染色體分離
B．②過程通過有絲分裂增殖
C．胚胎發育到③過程開始發生分化
D．處于a時期的胚胎中具有囊胚腔
12．下圖表示精子入卵后，發生(或引起)的一系列變化形成受精卵的過程，下列敘述錯誤的是(　　)
A．圖中X指卵細胞膜反應，Y指卵子的減數分裂Ⅱ
B．經圖中Y過程只形成了雌原核
C．精子入卵主要指精子的頭部外膜與卵細胞膜融合
D．精子入卵后精子的尾部留在外面，并在溶酶體的作用下自溶
13．下圖表示牛的受精作用及早期胚胎發育的部分過程。下列有關敘述正確的是(　　)
A．圖1中各細胞內的DNA分子數目相同
B．圖3表明受精作用已經完成
C．同期發情處理能使供體產生更多的圖4結構
D．圖1到圖4的過程發生在輸卵管和子宮中
14．下圖為受精作用及早期胚胎發育示意圖，下列敘述不正確的是(　　)
A．①過程需要依賴細胞表面糖蛋白的識別
B．②過程通過有絲分裂方式增殖
C．③過程細胞的核質比逐漸變小
D．④過程細胞的基因表達發生了差異
15．如表為不同動物受精卵發育及其進入子宮的時間，依據下表分析不正確的是(　　)
發育階段 發育時間 (h) 動物種類 2細胞 4細胞 8細胞 16細胞 桑葚胚 進入子宮時受精卵的發育天數(天)
小鼠 24～38 38～50 50～60 60～70 68～80 3
牛 27～42 44～65 46～90 96～120 120～144 4～5
馬 24 30～36 50～60 72 98～106 6
A.小鼠胚胎進入子宮時的發育程度比牛的高
B．體外馬胚胎移植到子宮時選擇16細胞階段
C．受精卵發育的階段順序為2細胞→4細胞→8細胞→16細胞→桑葚胚→囊胚
D．2－4－8－16細胞發育階段進行的是有絲分裂
第3節胚胎工程
第1課時 胚胎工程的理論基礎
課前自主探究答案
一．1.生殖細胞 胚胎移植
2.體外受精 胚胎分割
二．1.精子 卵子 合子 受精
輸卵管
三.胚胎早期發育
易錯易混辨析：××√×√√
課堂合作探究
探究一 1.提示：透明帶和卵細胞膜。
防止多個精子進入卵子，導致胚胎染色體數目變異，從而引起發育異常等現象。
2.提示：輸卵管。受精卵發育到一定階段，就會移入子宮內繼續發育。
3.不對。受精卵中染色體中的遺傳物質雙親各占一半，但受精卵細胞質中的遺傳物質來自母方。故受精卵中的遺傳物質來自母方的要多于父方。
4.提示　細胞核和線粒體都是精子結構中的重要組成部分。其中，細胞核是精子遺傳物質儲存和復制的場所，參與精卵結合，是后代遺傳特性與細胞代謝活動的控制中心；而線粒體則是精子進行有氧呼吸產生能量的主要場所，精子的線粒體集中于尾的基部形成線粒體鞘，可以為精子的運動提供能量，使其能夠到達卵子處完成受精。
探究二. (1)哺乳動物個體發育的起點是受精卵。胚胎發育的整個過程發生的場所是在輸卵管和子宮。
(2)卵裂中“卵”指受精卵，“裂”指有絲分裂。卵裂在透明帶中進行。細胞的數量不斷增加，但胚胎的總體積并不增加。
(3)開始出現細胞分化的階段是囊胚期。細胞分化最顯著的階段是原腸胚的三個胚層分化形成各種組織、器官。細胞分化的原因是細胞內基因的選擇性表達。
（4）內細胞團出現于囊胚期。內細胞團還具有全能性。
(5)有機物：胚胎沒有和母體建立聯系，沒有從母體獲取有機物，而胚胎一直呼吸消耗，有機物總量減少。
細胞中DNA含量：伴隨細胞分裂，細胞數目增多，總DNA含量增多，但每個細胞中核DNA含量保持相對穩定。
細胞數目和體積：胚胎總體積并不增加，但細胞數目增多，每個細胞體積減小。
2.3.1胚胎工程理論基礎答案
1.C 在自然情況下，受精是在雌性的輸卵管內完成的，A錯誤；受精完成的標志是雌、雄原核的形成，B錯誤；受精的實質是雌、雄原核的融合，C正確；卵細胞膜位于透明帶的里面，只有穿過透明帶的精子才能與卵細胞膜接觸，D錯誤。
2.答案　A
解析　克隆出的早期胚胎，是由同一個重組細胞經有絲分裂得到的，所以其各細胞的細胞核具有相同的遺傳信息，A正確；已經成功克隆出一批大熊貓胚胎，說明兔子卵細胞的細胞質能激發大熊貓細胞的細胞核表現出全能性，B錯誤；早期胚胎的發育過程中，依次經歷了卵裂期、桑葚胚、囊胚、原腸胚等階段，C錯誤；胚胎發育的早期有一段時間(囊胚期之前)是在透明帶內進行的，囊胚進一步擴大，會導致透明帶破裂，胚胎從其中伸展出來，D錯誤。
3.C 圖示為囊胚階段示意圖，其中①是透明帶；②是滋養層，將來發育成胎盤和胎膜，A正確；③是內細胞團，將來發育成胎兒的各種組織，B正確；高等哺乳動物細胞分化開始于囊胚期，C錯誤；①是透明帶，胚胎從透明帶中伸展出來的過程叫做孵化，D正確。
4.答案D 內細胞團出現于囊胚，桑葚胚沒有內細胞團，A錯誤；囊胚的內細胞團細胞和滋養層細胞屬于已分化的細胞，B錯誤；囊胚期細胞分化的實質是基因的選擇性表達，遺傳物質并沒有發生改變，C錯誤；囊胚的進一步擴大會導致透明帶的破裂，D正確。
5.B因為細胞分化是指相同細胞的后代，在形態結構和功能上向不同方向轉化的過程，通過細胞分化，可以形成不同的組織和器官。把原腸胚末期的細胞移植到另一蠑螈胚胎上，從而發育成了一條額外的腿，這說明原腸胚末期出現了細胞分化。
6.A 卵裂期細胞進行有絲分裂，所有細胞均具有全能性，A正確；每個細胞體積有所減小，胚胎的總體積不變，B錯誤；胚胎有機物由于消耗總量減少，細胞DNA總量由于復制而增加，C錯誤；卵裂期細胞體積減小，細胞的相對表面積增大，而不是核物質(質量）與質物質比值增大，D錯誤。
7.答案D 溶酶體內含有水解酶，溶酶體膜破裂后釋放出的酶會造成細胞結構的破壞，使細胞裂解，A正確；精子游向卵子所需的能量來自細胞呼吸，而有氧呼吸的主要場所是線粒體，B正確；受精卵的形成依賴于生物膜的流動性，C正確；受精卵中的細胞核遺傳物質一半來自父方另一半來自母方，而細胞質遺傳物質幾乎都來自母方，D錯誤。
8.答案　D
解析　哺乳動物受精過程中精子需穿越透明帶，進入卵細胞膜，A正確；卵子一般在排出2～3小時后才能被精子穿入，B正確；剛剛排出的精子，不能立即與卵子結合受精，必須獲能后才能獲得受精能力，C正確；在精子觸及卵細胞膜的瞬間，卵細胞膜外的透明帶會發生生理反應，阻止其他精子進入透明帶，D錯誤。
9.答案　D
解析　由圖中過程可知，細胞Ⅱ是初級卵母細胞，雖然染色體已復制，但染色體數目沒有變化，所以細胞內仍為2個染色體組，A錯誤；次級卵母細胞的減數分裂Ⅱ是在精子和卵子結合過程中完成的，精子與卵子結合形成合子的過程稱為受精，在自然條件下，哺乳動物的受精在輸卵管內完成，B錯誤；處于減數分裂Ⅱ中期(MⅡ期)的細胞Ⅲ具備與精子結合的能力，C錯誤；細胞Ⅳ為受精卵，其卵裂成早期胚胎的方式是有絲分裂，D正確。
10.答案　C
11.答案　A
解析?、偈鞘芫饔?，該過程中不會發生同源染色體分離，A錯誤；受精卵通過有絲分裂增殖，B正確；①～④過程中，③④過程都會發生細胞分化，③過程開始發生分化，C正確；囊胚期胚胎的內部出現了含有液體的腔，為囊胚腔，D正確。
12.答案　B
解析　透明帶反應形成第一道屏障，卵細胞膜反應形成第二道屏障；精子入卵后，精子的尾部脫落，并且原有的核膜破裂，隨后，精子形成一個新的核膜，最后形成一個比原來精子核還大的核，叫作雄原核；與此同時，精子入卵后被激活的卵子完成減數分裂Ⅱ，釋放第二極體，形成雌原核。故Y過程既形成了雌原核，又形成了第二極體。
13答案　D
解析　圖1中精子已完成減數分裂過程，而卵細胞與精子結合時，正處于減數分裂Ⅱ中期，卵細胞DNA分子數目為精子的2倍，因此圖1中各細胞內DNA分子數目不相同，A錯誤；圖3中受精卵已經進行了一次卵裂，形成了兩個子細胞，B錯誤；同期發情處理可以使供體和受體具有相同的生理環境，C錯誤；圖4為早期胚胎發育過程中形成的原腸胚，圖1到圖3的過程發生在輸卵管中，圖4出現在子宮中。D正確。
14.答案　C
解析?、贋槭芫饔茫撨^程精子和卵細胞依賴細胞表面的糖蛋白識別，體現了細胞膜進行細胞間信息交流的功能，A正確；②為卵裂過程，該過程細胞通過有絲分裂方式增殖，B正確；細胞卵裂過程中，細胞數量不斷增加，但胚胎的總體積并不增加，說明單個細胞體積減小，因此細胞核質比[細胞核與細胞質在量(容積)上的比例]增大，C錯誤；④過程中發生了細胞分化，細胞分化的實質是基因的選擇性表達，D正確。
15答案　B
解析　小鼠胚胎發育3天進入子宮，此時處于桑葚胚時期，牛胚胎發育4～5天進入子宮，此時處于16細胞時期，發育程度較低，故小鼠胚胎進入子宮時的發育程度比牛的高，A正確；馬胚胎發育6天進入子宮，此時處于囊胚期，故體外馬胚胎移植到子宮時選擇囊胚期，B錯誤。

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