資源簡(jiǎn)介

2.3.1胚胎工程的理論基礎(chǔ)的學(xué)案
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1.簡(jiǎn)述受精和胚胎早期發(fā)育的基本過程。
2.簡(jiǎn)述體外受精、胚胎移植和胚胎分割的基本原理、操作步驟和應(yīng)用價(jià)值。
3.運(yùn)用胚胎工程的基本概念和原理,對(duì)生產(chǎn)、生活中的相關(guān)問題進(jìn)行分析和判斷。
【學(xué)習(xí)重難點(diǎn)】
【教學(xué)重點(diǎn)】
1.受精的基本過程。
2.胚胎早期發(fā)育的基本過程。
3.胚胎工程的主要技術(shù)及其原理。
4.胚胎工程在生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用。
【教學(xué)難點(diǎn)】
1.受精過程中精子和卵子的生理變化。
2.胚胎工程中胚胎移植的生理學(xué)基礎(chǔ)和基本操作步驟。
【預(yù)習(xí)新知】
受精
1.概念：是 與 結(jié)合形成合子(即受精卵)的過程。
2.場(chǎng)所：哺乳動(dòng)物的 內(nèi)。
3.過程
(1)準(zhǔn)備階段
①精子獲能:
剛剛排出的精子不能立即與卵子受精，必須在雌性動(dòng)物的生殖道發(fā)生相應(yīng)的生理變化后才能獲得 。
②卵子的準(zhǔn)備:
動(dòng)物排出的卵子成熟程度不同，有的可能是初級(jí)卵母細(xì)胞，有的可能是次級(jí)卵母細(xì)胞，動(dòng)物排出的卵子都要在 內(nèi)進(jìn)一步成熟,到 期時(shí),才具備與精子受精的能力。
(2)受精階段
①精卵接觸
a.精子釋放多種 ，以溶解卵細(xì)胞膜外的一些結(jié)構(gòu)。
b.精子借助自身的運(yùn)動(dòng)接觸 膜。
c.在精子觸及卵細(xì)胞膜的瞬間，卵細(xì)胞膜外的 會(huì)迅速發(fā)生生理反應(yīng)，阻止后來的精子進(jìn)入透明帶。
②精子入卵
精子入卵后， 會(huì)立即發(fā)生生理反應(yīng)，拒絕其他精子再進(jìn)入卵內(nèi)。
③雌、雄原核的形成
a.精子入卵后，尾部脫離，原有的 破裂并形成一個(gè)新的 ，最后形成一個(gè)比原來精子的核還大的核,叫做雌原核。
b.精子入卵后，被激活的卵子完成 ,排出 后，形成雌原核。
④合子形成
雌、雄原核充分發(fā)育后，相向移動(dòng)。彼此靠近，核膜消失，這個(gè)含有兩個(gè)染色體組的合子就是 。
4.阻止多精入卵有兩道屏障：
第一道屏障是 發(fā)生生理反應(yīng)，第二道屏障是 發(fā)生生理反應(yīng)；其意義是保證受精卵中 與親代體細(xì)胞一致，從而保證遺傳的穩(wěn)定性。
5.受精的標(biāo)志是觀察到 或 ，受精完成的標(biāo)志是 。
胚胎早期發(fā)育
1.場(chǎng)所: 。
2.方式: 。
卵裂的特點(diǎn)：胚胎發(fā)育早期，在 內(nèi)進(jìn)行 ；細(xì)胞數(shù)量不斷 ，但胚胎總體積 。
3.起點(diǎn)： 。
4.階段：
(1) ：致密的細(xì)胞團(tuán)，形似桑葚。
(2) ：細(xì)胞逐漸分化。
① ：將來發(fā)育成胎兒的各種組織。
② 細(xì)胞：將來發(fā)育成胎膜和胎盤。
③ ：胚胎的內(nèi)部出現(xiàn)了含有液體的腔。
④ ：囊胚進(jìn)一步擴(kuò)大導(dǎo)致透明帶破裂，胚胎從其中伸展出來。
(3) ：形成外胚層、中胚層、內(nèi)胚層三個(gè)胚層，這三個(gè)胚層將逐漸分化形成各種組織、器官等。
5.(1)胚胎早期發(fā)育過程中， 期開始出現(xiàn)細(xì)胞分化。
(2) 期及其以前的細(xì)胞，和囊胚中的 細(xì)胞，都屬于胚胎干細(xì)胞，具有發(fā)育形成一個(gè)完整動(dòng)物個(gè)體的潛能。　
(3)不同動(dòng)物的胚胎在進(jìn)入子宮時(shí)發(fā)育程度 相同。
【易錯(cuò)提示】
對(duì)早期胚胎發(fā)育認(rèn)識(shí)的三個(gè)誤區(qū)
(1)誤認(rèn)為子宮是唯一的發(fā)育場(chǎng)所。受精卵形成后即在輸卵管內(nèi)開始進(jìn)行有絲分裂，輸卵管為受精卵發(fā)育的最初場(chǎng)所。
(2)誤認(rèn)為胚胎發(fā)育過程中胚胎體積一直在增大。卵裂時(shí)期胚胎總體積基本不變，每個(gè)細(xì)胞的體積在減小。
(3)誤認(rèn)為胚胎發(fā)育過程中有機(jī)物總量在增加。早期胚胎發(fā)育消耗卵細(xì)胞提供的營養(yǎng)物質(zhì)，有機(jī)物總量減少，但有機(jī)物種類增加。
【深化探究】
【合作探究】-受精過程
受精時(shí)卵子和精子融合為一個(gè)合子的過程。胚胎工程中的體外受精技術(shù)實(shí)際上是在體外條件下，對(duì)動(dòng)物自然受精進(jìn)行的模擬操作。因此，了解哺乳動(dòng)物受精過程的規(guī)律十分重要。請(qǐng)結(jié)合教科書第56-57頁“受精”的相關(guān)內(nèi)容，回答下列問題
1. 精細(xì)胞變形成為精子過程有哪些變化
提示:精細(xì)胞經(jīng)過變形成為精子:細(xì)胞核→精子頭的主要部分;高爾基體→頭部的頂體;中心體→精子的尾;線粒體→線粒體鞘(尾的基部);細(xì)胞內(nèi)其他物質(zhì)→原生質(zhì)滴(最后脫落)。
2. 精子和卵子的細(xì)胞核與雌雄原核是否相同 為什么
提示:不相同。雌雄原核是在原來細(xì)胞核的基礎(chǔ)上形成的新核,原核膜已破裂。
3.受精卵中遺傳物質(zhì)的來源于哪里？
提示：受精卵的遺傳物質(zhì)中,核遺傳物質(zhì)(染色體中的DNA)一半來自精子,一半來自卵子,細(xì)胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)(線粒體中的DNA)幾乎全部來自卵子。
4.卵細(xì)胞受精的標(biāo)志是什么？受精完成的標(biāo)志是什么？
提示：出現(xiàn)雌雄原核或者兩個(gè)極體；受精完成的標(biāo)志是形成合子。
【合作探究】-胚胎早期發(fā)育
受精卵形成后即在輸卵管內(nèi)進(jìn)行有絲分裂，開始發(fā)育。請(qǐng)結(jié)合教科書第58頁圖2-21“哺乳動(dòng)物胚胎的早期發(fā)育示意圖”和教科書第59頁思考*討論“不同動(dòng)物受精卵發(fā)育的比較”，回答下列問題。
1.什么是卵裂？正在進(jìn)行卵裂的胚胎有什么特點(diǎn)？
提示：受精卵的早期分裂稱為卵裂。卵裂胚胎特點(diǎn)是總體積不變或略有減小,但細(xì)胞數(shù)目增多,所以每個(gè)細(xì)胞體積減小，卵裂胚胎的沒有和母體建立聯(lián)系,沒有從母體獲取有機(jī)物,而一直呼吸消耗,有機(jī)物總量減少。
2.從胚胎的早期發(fā)育過程中，從那個(gè)階段出現(xiàn)細(xì)胞分化？
提示：從囊胚階段開始出現(xiàn)細(xì)胞分化，細(xì)胞分化為內(nèi)細(xì)胞團(tuán)和滋養(yǎng)層細(xì)胞。
【鞏固訓(xùn)練】
（一）鞏固訓(xùn)練
1.一對(duì)姐弟被確認(rèn)為全球第二對(duì)半同卵雙胞胎，該對(duì)半同卵雙胞胎的受精及胚胎發(fā)育過程如圖所示。一般情況下，圖2受精卵無法發(fā)育，但該受精卵能有絲分裂，如圖3；染色單體分離后分別移向細(xì)胞的三個(gè)不同方向，從而分裂成三個(gè)細(xì)胞，如圖4,其中兩個(gè)細(xì)胞發(fā)育成姐弟二人。下列說法正確的是( )
A.圖1表示該異常胚胎的受精過程，此時(shí)的卵子為初級(jí)卵母細(xì)胞
B.該卵子與2個(gè)精子受精，表明透明帶和卵細(xì)胞膜在阻止多精入卵的過程中不起作用
C.這對(duì)姐弟來源于母親的染色體一般相同，來源于父親的染色體不同
D.若圖4細(xì)胞A包含父系和母系染色體組各1個(gè)，則細(xì)胞C含2個(gè)母系染色體組
2.我國科學(xué)家成功構(gòu)建了具有高比例胚胎干細(xì)胞的活產(chǎn)嵌合體猴。如圖所示，研究人員將4CL體系下培育的、可表達(dá)綠色熒光蛋白的供體獼猴的胚胎干細(xì)胞（簡(jiǎn)稱4CL干細(xì)胞）注射至與其遺傳信息不同的獼猴胚胎中，并最終得到嵌合體猴。下列敘述正確的是( )
A.體外培養(yǎng)至原腸胚階段再進(jìn)行移植可能更利于產(chǎn)生嵌合體猴
B.桑葚胚階段注入的4CL干細(xì)胞會(huì)與其他胚胎細(xì)胞發(fā)生融合
C.嵌合囊胚中的滋養(yǎng)層細(xì)胞將發(fā)育為嵌合體猴的各種組織
D.嵌合體猴中僅部分位置能發(fā)出綠色熒光是基因重組的結(jié)果
3.高等哺乳動(dòng)物受精后不久,受精卵開始進(jìn)行細(xì)胞分裂。經(jīng)桑椹胚、囊胚、原腸胚和組織器官的分化,最后發(fā)育成一個(gè)完整的幼體,完成胚胎發(fā)育的全過程。如圖為該過程中的某一時(shí)期示意圖,下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是( )
A.圖中①②③依次為透明帶、滋養(yǎng)層、內(nèi)細(xì)胞團(tuán)
B.高等哺乳動(dòng)物的細(xì)胞分化開始于圖示時(shí)期,終止于生命結(jié)束
C.胚胎從①中伸展出來的過程叫做孵化
D.進(jìn)行胚胎分割時(shí),應(yīng)選擇圖示時(shí)期之后的胚胎進(jìn)行
4.認(rèn)識(shí)動(dòng)物的胚胎發(fā)育是實(shí)施胚胎工程的基礎(chǔ)。下列關(guān)于動(dòng)物胚胎發(fā)育過程的敘述，正確的是( )
A.卵裂期進(jìn)行有絲分裂，細(xì)胞的數(shù)量不斷增加
B.細(xì)胞開始分化的胚胎時(shí)期是原腸胚階段
C.內(nèi)細(xì)胞團(tuán)將來可發(fā)育成胎膜和胎盤
D.滋養(yǎng)層細(xì)胞發(fā)育成胎兒的各種組織
5.下圖1為某高等動(dòng)物生活史示意圖，圖2為圖1中某階段部分過程，請(qǐng)據(jù)圖回答：
(1)圖1中A過程表示________過程，若A過程能使生物產(chǎn)生正常變異，則原因之一是該過程的四分體時(shí)期同源染色體中非姐妹染色單體發(fā)生了___________，出現(xiàn)基因重組的結(jié)果。
(2)圖2是圖1中___________(填字母)階段部分過程，該過程表示________。
(3)在圖2中，F(xiàn)表示____________，數(shù)字①部位是___________，該部位細(xì)胞在功能上具有__________。②部位是_____________。
參考答案
1.答案：C
解析：圖1表示該異常胚胎的受精過程，有2個(gè)精子同時(shí)與卵細(xì)胞接觸，此時(shí)的卵子為減數(shù)第二次分裂中期的次級(jí)卵母細(xì)胞，A錯(cuò)誤；該卵子與2個(gè)精子受精，是異常受精，透明帶和卵細(xì)胞膜在阻止多精入卵的過程中仍起作用，B錯(cuò)誤；圖4中細(xì)胞A、C能正常發(fā)育，其染色體都是來自精子的1個(gè)父系染色體組和卵細(xì)胞的1個(gè)母系染色體組，而細(xì)胞B不能正常發(fā)育，其兩個(gè)染色體組都來自父系，這對(duì)姐弟來源于母親的染色體一般相同（來自同一個(gè)雌原核），來源于父親的染色體不同（分別來自兩個(gè)不同的雄原核，且分別含X、Y染色體），C正確，D錯(cuò)誤。
2.答案：A
解析：4CL干細(xì)胞不會(huì)與其他胚胎細(xì)胞發(fā)生細(xì)胞融合，B錯(cuò)誤；囊胚中的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)細(xì)胞會(huì)發(fā)育成個(gè)體的各種組織，C錯(cuò)誤；嵌合體猴中，由4CL干細(xì)胞增殖分化形成的組織可發(fā)出綠色熒光，D錯(cuò)誤。
3.答案：D
解析：D項(xiàng)，進(jìn)行胚胎分割時(shí)，應(yīng)選擇發(fā)育良好、形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚，而圖示時(shí)期為囊胚期，故D項(xiàng)敘述錯(cuò)誤。
A項(xiàng)，①為透明帶，在囊胚期后期會(huì)破裂；②為滋養(yǎng)層，將來發(fā)育成胎膜和胎盤；③為內(nèi)細(xì)胞團(tuán)，將來發(fā)育成胎兒的各種組織，故A項(xiàng)敘述正確。
B項(xiàng)，圖示時(shí)期為囊胚期，而哺乳動(dòng)物胚胎發(fā)育中的細(xì)胞分化開始于該時(shí)期，終止于生命結(jié)束，故B項(xiàng)敘述正確。
C項(xiàng)，胚胎從透明帶中伸展出來的過程叫做孵化，故C項(xiàng)敘述正確。
4.答案：A
解析：A、卵裂期細(xì)胞在進(jìn)行有絲分裂，因此細(xì)胞的數(shù)量不斷增加，但胚胎的總體積不變甚至略微減小，A正確；B、囊胚期細(xì)胞開始分化，其中的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)將來發(fā)育成胎兒的各種組織，滋養(yǎng)層細(xì)胞將來發(fā)育成胎盤和胎膜，B錯(cuò)誤；C、囊胚期的滋養(yǎng)層細(xì)胞將來發(fā)育成胎膜和胎盤，C錯(cuò)誤；D、囊胚期的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)將來發(fā)育成胎兒的各種組織，D錯(cuò)誤。故選A。
5.答案：(1)減數(shù)分裂；交叉互換
(2)C；胚胎發(fā)育
(3)囊胚；內(nèi)細(xì)胞團(tuán)；全能性；滋養(yǎng)層
解析：(1)A是由原始生殖細(xì)胞變?yōu)槌墒焐臣?xì)胞的過程,為減數(shù)分裂過程,A過程可以使生物產(chǎn)生變異,其中一個(gè)原因是四分體時(shí)期,同源染色體的非姐妹染色單體之間發(fā)生了交叉互換,出現(xiàn)了基因重組。
(2)圖2是受精卵發(fā)育成胚胎的過程，是圖1中的C過程，稱為胚胎發(fā)育。

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