資源簡介

第3節(jié)　胚胎工程
第1課時　胚胎工程的理論基礎(chǔ)
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1.以精子和卵細(xì)胞的結(jié)構(gòu)為例,明確細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的體現(xiàn)。(生命觀念)
2.以過程圖的形式表示受精作用和胚胎發(fā)育的過程。(科學(xué)思維)
【自主預(yù)習(xí)】
一、胚胎工程
1.概念:指對　生殖細(xì)胞、受精卵或早期胚胎細(xì)胞　進行多種顯微操作和處理,然后將獲得的胚胎移植到雌性動物體內(nèi)生產(chǎn)后代,以滿足人類的各種需求。
2.胚胎工程技術(shù):體外受精、胚胎移植和胚胎分割等。
二、受精
1.概念:指精子與卵子結(jié)合形成　合子　(即受精卵)的過程。
2.場所:雌性動物的　輸卵管　內(nèi)。
3.過程
準(zhǔn)備
階段
受精
階段
三、胚胎早期發(fā)育
1.場所:輸卵管、子宮。
2.細(xì)胞分裂方式:　有絲分裂　。
3.過程
【合作探究】
任務(wù)　了解胚胎工程的理論基礎(chǔ)
活動1　探究精子和卵子的準(zhǔn)備過程及受精作用
下圖是受精過程示意圖,請據(jù)圖回答問題:
1.精細(xì)胞變形形成精子的過程中,細(xì)胞核變?yōu)榫拥念^部,線粒體聚集在尾的基部形成線粒體鞘,嘗試從細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與功能的角度分析原因。
提示　細(xì)胞核是精子遺傳物質(zhì)儲存和復(fù)制的場所,也是后代遺傳特性與細(xì)胞代謝活動的控制中心,還參與精、卵結(jié)合。線粒體是精子維持生存和運動、獲得能量的“動力工廠”。
2.剛采集到的精子能與卵子立即結(jié)合,完成受精作用嗎 為什么
提示　不能。剛采集到的精子還沒有受精能力,必須先對精子進行獲能處理,才能進一步受精。
3.卵子被排出后,能立即與精子結(jié)合嗎 在生殖道中卵子與精子結(jié)合前經(jīng)歷了什么變化
提示　卵子被排出后不能馬上與精子結(jié)合。卵子需要在輸卵管內(nèi)進一步成熟,到MⅡ期時,才具備與精子受精的能力。
4.受精時多個精子能同時進入同一個卵細(xì)胞嗎 為什么
提示　不能。透明帶和卵細(xì)胞膜均會發(fā)生生理反應(yīng),阻止多個精子同時進入同一個卵細(xì)胞。
5.受精卵中的遺傳物質(zhì)父母雙方各占一半,對嗎
提示　不對。受精卵細(xì)胞核中的遺傳物質(zhì)雙親各占一半,但受精卵細(xì)胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)幾乎全部來自母方,故受精卵中來自母方的遺傳物質(zhì)要多于父方。
例1　(2022·煙臺月考)下列關(guān)于受精的說法,正確的是(　　)。
A.精子獲能后才能受精
B.受精卵中的核DNA主要來自卵細(xì)胞
C.到達輸卵管中的卵子都是初級卵母細(xì)胞
D.精子和卵子的結(jié)合依賴細(xì)胞膜的功能特點
【答案】　A
【解析】　受精卵中的核DNA一半來自卵細(xì)胞,一半來自精子,B錯誤;到達輸卵管中的卵子是初級卵母細(xì)胞或次級卵母細(xì)胞,C錯誤;精子和卵子的相互識別依賴細(xì)胞間的信息交流,精子和卵子的結(jié)合依賴細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點(流動性),D錯誤。
易錯辨析　　受精過程的四個易混點
1.成熟的精子并不一定具有受精能力,必須獲能后才具備受精能力。精子獲能是指精子獲得受精能力,而不是獲得能量。
2.動物排出的卵子成熟程度不同,有的可能是次級卵母細(xì)胞,如豬、羊等;有的可能是初級卵母細(xì)胞,如馬、犬等。但它們都要在輸卵管內(nèi)進一步成熟,到MⅡ期時,才具備與精子受精的能力。
3.雄原核不是原來精子的核,而是原有的核膜破裂并形成一個新的核膜,最后形成的一個比原來精子的核還大的核。
4.受精卵遺傳物質(zhì)的來源:核遺傳物質(zhì)來自精子的細(xì)胞核與卵細(xì)胞的細(xì)胞核(精卵各提供1/2),而細(xì)胞質(zhì)的遺傳物質(zhì)幾乎全部來自卵細(xì)胞。
對點練1　(2022·重慶聯(lián)考)下列關(guān)于哺乳動物受精過程及結(jié)果的描述,正確的是(　　)。
①精子與卵子接觸時,釋放多種酶,以溶解卵細(xì)胞膜外的一些結(jié)構(gòu)
②精子觸及卵細(xì)胞膜的瞬間,卵細(xì)胞膜發(fā)生生理反應(yīng),阻止后來的精子進入卵內(nèi)
③精子入卵后,原有核膜破裂,最后形成一個比原來精子的核還大的雄原核
④精子入卵后,被激活的卵子完成減數(shù)分裂Ⅱ,排出第二極體后,形成雌原核
⑤合子中的遺傳物質(zhì),一半來自父方,一半來自母方　　　　　　　　　　　
A.①②③ B.①③④
C.③④⑤ D.②④⑤
【答案】　B
【解析】　精子觸及卵細(xì)胞膜的瞬間,透明帶發(fā)生生理反應(yīng),阻止后來的精子進入透明帶,②錯誤;合子中的核遺傳物質(zhì),一半來自父方,一半來自母方,⑤錯誤。
活動2　探究胚胎的早期發(fā)育過程
1.胚胎發(fā)育的起點、開始分化的階段和細(xì)胞分化最顯著的階段分別是哪個時期 細(xì)胞分化的原因是什么
提示　起點是受精卵,開始分化的階段是囊胚期,分化最顯著的階段是原腸胚。細(xì)胞分化的原因是細(xì)胞內(nèi)基因的選擇性表達。
2.胚胎發(fā)育卵裂階段的細(xì)胞中有機物、DNA的含量和細(xì)胞體積有什么變化特點 為什么
提示　卵裂階段的細(xì)胞中有機物減少,每個細(xì)胞中DNA的含量基本不變,細(xì)胞體積減小。卵裂階段胚胎的總體積不增加,但細(xì)胞數(shù)目增多,所以每個細(xì)胞體積減小;伴隨細(xì)胞分裂,細(xì)胞數(shù)目增多,總DNA含量增多,但每個細(xì)胞中核DNA含量保持相對穩(wěn)定;該過程中有機物總量減少,因為細(xì)胞沒有從外界獲取有機物但一直呼吸消耗有機物。
3.結(jié)合受精過程中精子和卵細(xì)胞的特點,分析胚胎早期發(fā)育過程中營養(yǎng)物質(zhì)的來源是什么。
提示　胚胎早期發(fā)育過程中消耗卵細(xì)胞提供的營養(yǎng)物質(zhì)。囊胚期細(xì)胞開始分化,透明帶破裂,滋養(yǎng)層細(xì)胞從母體吸收營養(yǎng)物質(zhì),使胚胎繼續(xù)發(fā)育。
4.孵化發(fā)生在什么時期 這個過程有什么意義
提示　孵化發(fā)生在囊胚期,此時透明帶破裂,胚胎從透明帶中伸展出來。胚胎從透明帶中出來后就會形成胎盤與胎膜,與母體建立聯(lián)系,若此時不能與母體建立聯(lián)系,胚胎就無法繼續(xù)發(fā)育,所以胚胎移植應(yīng)選擇在孵化前。
認(rèn)知生成
對胚胎早期發(fā)育認(rèn)識的三個誤區(qū)
1.誤認(rèn)為子宮是胚胎唯一的發(fā)育場所。受精卵形成后即在輸卵管內(nèi)開始進行有絲分裂,　輸卵管　為受精卵發(fā)育的最初場所。
2.誤認(rèn)為胚胎發(fā)育過程中胚胎體積一直在增大。卵裂時期胚胎總體積　基本不變　,每個細(xì)胞的體積在　減小　。
3.誤認(rèn)為胚胎發(fā)育過程中有機物總量在增加。胚胎早期發(fā)育消耗卵細(xì)胞提供的營養(yǎng)物質(zhì),有機物總量　減少　,但有機物種類　增加　。
例2　(2022·鹽城月考)下圖表示高等動物的個體發(fā)育過程,下列說法正確的是(　　)。
A.圖中①過程均在透明帶中進行
B.由受精卵形成囊胚的過程中進行卵裂,每個細(xì)胞的體積不斷增大
C.桑葚胚進一步發(fā)育,細(xì)胞開始出現(xiàn)分化
D.圖中性成熟的個體是通過無性生殖獲得的
【答案】　C
【解析】　在囊胚期胚胎會進行孵化,透明帶破裂,此后過程不在透明帶中進行,A錯誤;由受精卵形成囊胚的過程中進行卵裂,細(xì)胞體積減小,B錯誤;圖中性成熟的個體是由受精卵發(fā)育而來的,是通過有性生殖獲得的,D錯誤。
歸納總結(jié)　　胚胎早期發(fā)育
卵裂期
桑葚胚
囊胚
原腸胚
對點練2　(2023·通化期末)哺乳動物的發(fā)育歷程為受精卵→桑葚胚→囊胚→原腸胚→幼體→性成熟的個體。下列有關(guān)敘述正確的是(　　)。
A.受精卵形成后,早期在輸卵管中進行有絲分裂
B.卵裂導(dǎo)致細(xì)胞的數(shù)量和胚胎的總體積不斷增加
C.胚胎發(fā)育到原腸胚后期,透明帶會破裂,胚胎會從其中伸展出來
D.囊胚中的內(nèi)細(xì)胞團將來發(fā)育成胎盤、胎膜和各種組織
【答案】　A
【解析】　體內(nèi)受精的場所為輸卵管,故受精卵形成后,早期在輸卵管中進行有絲分裂,A正確;卵裂階段細(xì)胞的數(shù)量不斷增加,但胚胎的總體積并不增加,B錯誤;透明帶破裂,胚胎會從其中伸展出來,這一過程稱為孵化,該過程發(fā)生在囊胚期,C錯誤;囊胚中的內(nèi)細(xì)胞團將來發(fā)育成胎兒的各種組織,滋養(yǎng)層細(xì)胞發(fā)育成胎盤和胎膜,D錯誤。
素能提升　熟練掌握體內(nèi)受精和胚胎早期發(fā)育過程的理論基礎(chǔ),初步認(rèn)識胚胎工程構(gòu)想
(2022·無錫期中)下圖為哺乳動物的生殖和個體發(fā)育過程圖,請據(jù)圖回答下列問題:
(1)哺乳動物的精子和卵細(xì)胞在　　　　　　　　中完成受精作用。
(2)哺乳動物個體發(fā)育的起點是　　　　　　　　,其胚胎發(fā)育的整個過程在　　　　　　　　中完成。
(3)圖中“ ”處應(yīng)為　　　　　　　　,內(nèi)細(xì)胞團出現(xiàn)于　　　　　　　　時期。
(4)過程①需經(jīng)過多次細(xì)胞分裂才能完成,請在下圖中繪出該過程中每個細(xì)胞的體積、核DNA含量與時間的關(guān)系。
【答案】　(1)輸卵管　(2)受精卵　輸卵管和子宮　(3)原腸胚　囊胚
(4)
【解析】　(1)哺乳動物的受精作用及胚胎早期細(xì)胞分裂在輸卵管中進行。(2)精子和卵細(xì)胞結(jié)合形成的受精卵是哺乳動物個體發(fā)育的起點,受精卵在輸卵管中形成,之后移動到子宮,故胚胎發(fā)育的整個過程在輸卵管和子宮中完成。(3)胚胎發(fā)育的過程為受精卵→桑葚胚→囊胚→原腸胚→幼體,故圖中“ ”處應(yīng)為原腸胚,在囊胚期細(xì)胞開始出現(xiàn)分化,內(nèi)細(xì)胞團出現(xiàn)。(4)過程①表示卵裂,即有絲分裂,在卵裂過程中,細(xì)胞的數(shù)量不斷增加,胚胎的總體積并不增加,單個細(xì)胞的體積不斷減小,單個細(xì)胞的核DNA含量不變。圖見【答案】。
【隨堂檢測】
課堂小結(jié) 課堂小測
1.精子和卵子相遇結(jié)合形成受精卵的部位是子宮。 (×) 2.從雄性奶牛中采集到的成熟精子遇到卵子即可進入卵子內(nèi)。 (×) 3.精子入卵后,被激活的卵子完成減數(shù)分裂Ⅱ,排出第二極體,形成雌原核。 (√) 4.卵裂階段的細(xì)胞分裂方式包括有絲分裂和減數(shù)分裂。 (×) 5.卵裂階段的細(xì)胞中有機物、DNA的含量增多,細(xì)胞體積增大。 (×) 6.囊胚階段的滋養(yǎng)層細(xì)胞將來發(fā)育成胎兒的各種組織。 (×) 7.原腸胚變大導(dǎo)致透明帶破裂而孵化出來。 (×)
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