3.1体内受精和早期胚胎发育3.2体外受精和早期胚胎培养 导学案 高二生物人教版选修三

专题3 胚胎工程
3.1体内受精和早期胚胎发育导学案
【导学提纲】
一、学习目标：1.简述哺乳动物的精子和卵子的发生及受精过程。

2.简述哺乳动物的胚胎发育过程及其主要特点。

3.认同胚胎工程建立及发展的意义。

二、学习重点、难点：
1.重点：哺乳动物精子和卵子的发生、哺乳动物的受精过程和早期胚胎发育。

2.难点：哺乳动物受精过程中精子的获能、顶体反应、透明带反应、卵黄膜封闭作用的概念和生理功能。

哺乳动物胚胎发育各阶段的主要特点。

三、学习方法：八学法
四、课时安排：2课时
五、学习过程：1.阅读课本，自主完成学案上关于精子和卵子的发生的填空题。

2.思考讨论关于精子发生和卵子发生的相关问题。

3.列表比较精子和卵子发生过程的异同点。

4.完成精子和卵子发生的相关练习题，检测学习成果
5.思考讨论关于受精作用和早期胚胎发育的相关问题。

6.请用流程图表示受精作用的过程。

7.请用流程图表示早期胚胎发育的过程。

8.完成受精作用和早期胚胎发育的相关练习题，检测学习成果
第一课时精子和卵子的发生
【自学】
一、胚胎工程
1．概念：胚胎工程是指对动物____________________所进行的多种________________技术。

2．技术内容：体外受精、__________________________________等技术。

二、精子的发生
1.场所：睾丸的曲细精管
2.时间：从________开始，到生殖机能衰退
1）精原细胞→多个初级精母细胞（通过数次__________）
3.过程 2）1个____________细胞→2个___________细胞→4个精子细胞（通过减数分裂，即MI和MII）
3）精子细胞→精子（通过变形）⎩⎪
⎨
⎪⎧→精子头部的主要部分
→头部的顶体
→精子的尾
→线粒体鞘
其他物质→原生质滴，最后脱落
二、卵子的发生
1.场所：卵巢
2.时间：从_____________开始（胎儿时期完成了卵泡的形成和在卵巢内的储备）
3.过程： 1）卵原细胞→初级卵母细胞
2）1个____________细胞→1个____________细胞＋第一极体（排卵前后完成）
3）1个次级卵母细胞→1个卵子＋第二极体（精子和卵子结合过程中完成）
4．当在卵细胞膜和透明带的间隙可以观察到_____________时，说明卵子已经完成了受精，这是判断卵子是否受精的重要标准。

【议学】
探究活动一：思考讨论关于精子发生和卵子发生的相关问题。

1.变形过程中，很多结构消失，但留有细胞核和线粒体，如何解释？
2.每次射精含数亿精子，但受精只有一个，这能说是一种浪费吗？
3.精子和卵子的发生时期有何不同？
4.一个卵泡中能形成几个成熟的卵子？
5.排卵是指卵子从卵泡中排出，还是指卵泡从卵巢中排出？
6.雌性动物的排卵是指卵子从卵泡中排出，这里所说的“卵子”的特点是什么？
班级__________
姓名__________
探究活动二：列表比较精子和卵子发生过程的异同点。

【测学】
1．精子和卵细胞结合及受精卵发育开始的地点分别是( )
A.输卵管和子宫
B.都是在子宫
C.生殖道和输卵管
D.都是在输卵管
2．卵子是否受精的重要标志是 ( )
A.精子穿过透明带
B.卵细胞开始分裂
C.原核形成
D.在卵黄膜和透明带的间隙可观察到两个极体
3．精子细胞变形时，其中的细胞核物质集中在头部，则演变为精子尾部的细胞结构是( )
A.
细胞
膜
B.高
尔基
体
C.线
粒体
D.中
心体
4．初
级卵
母细
胞的第一次减数分裂完成于( )
A．排卵前后，在卵巢内 B. 受精前，在卵巢内 C. 排卵前后，在输卵管 D. 受精时，在输卵管内
5．次级卵母细胞的第二次成熟分裂完成于（）
A．排卵前，在卵巢内 B. 受精前，在输卵管内
C. 受精时，在输卵管内
D. 排卵后，在腹腔内
6．有关卵巢的叙述正确的是
A．所有细胞都进行减数分裂 B．所有细胞都可以见到染色体
C．有的细胞进行有丝分裂 D．所有细胞的遗传物质都相同
第二课时受精作用与早期胚胎发育
【自学】
一、受精作用
1.概念：精子和卵子结合成__________的过程。

2.场所：雌性的输卵管内
3.过程：1）受精前的准备阶段1：____________
精子必须在______________内发生相应的生理变化后，才能获得受精能力。

2）受惊前的准备阶段2：卵子的准备
即卵子在________________内进一步成熟，当达到________________________时，才具备与精子受精的能力。

3）受精阶段a.精子穿越___________：发生_________反应和____________反应
b.进入卵细胞膜：__________________反应
c.原核形成和配子结合
二、早期胚胎发育
1.卵裂期：细胞在透明带中进行___________
2.桑椹胚：胚胎细胞达________个左右，每一个细胞都是_____细胞
3.囊胚：细胞开始出现______（该时期细胞的全能性仍比较高）。

聚集在胚胎一端个体较大的细胞称为____________，将来发育成胎儿的____________。

中间的空腔称为______腔。

滋养层将来发育成____________。

囊胚进一步扩大，会导致透明带破裂，胚胎从其中伸展出来，这一过程叫做______。

4.原肠胚：有了_______胚层的分化，具有_________腔和_________腔。

【议学】
探究活动一：思考讨论关于受精作用和早期胚胎发育的相关问题。

1．刚排出的精子能否立即与卵子结合进行受精作用？精子获能就是精子获取能量吗？
2．顶体反应、透明带反应和卵细胞膜反应在受精过程中各起什么作用？
探究活动二：请用流程图表示受精作用的过程。

探究活动三：请用流程图表示早期胚胎发育的过程。

【测学】
1．当受精卵经连续分裂细胞数目达到一定程度时，中间会出现一个空腔，这时的胚称为（）
A.囊胚
B.桑椹胚
C.原肠胚
D.胚囊
2．实验证明，下列胚胎发育到哪一阶段时，每一个细胞都属于全能性干细胞( )
A.桑椹胚以前
B.囊胚以后
C.原肠胚以前
D.孵化或出生前的胚胎
3．内细胞团（ICM）出现于（）
A．卵裂时 B．桑椹胚期 C．囊胚期 D．原肠胚期
4．透明带破裂发生于（）
A．原肠胚期 B．卵裂时 C．囊胚期 D．桑椹胚期
5．下列能正确表示高等动物胚胎发育顺序的是（）
A、受精卵→卵裂→原肠胚→囊胚→组织器官的分化
B、卵→卵裂→原肠胚→组织器官分化
C、受精卵→囊胚→原肠胚→幼体
D、受精卵→桑椹胚→囊胚→原肠胚→组织器官的分化
6．下列关于滋养层细胞的叙述不正确的是（）
A．囊胚滋养层细胞将来发育成胎盘和胎膜
B．可以用滋养层细胞做DNA分析性别鉴定
C．囊胚滋养层细胞就是将来原肠胚的外胚层
D．滋养层细胞沿透明带内壁扩展和排列
7.2015年2月3日，英国议会下院投票通过一项历史性法案，允许以医学手段培育“三亲婴儿”。

“三亲婴儿”的培育过程可选用如下技术路线。

请回答下列问题：
（1）图中“三亲婴儿”的染色体来自________和父亲提供的细胞核。

（2）过程②中防止多精入卵的屏障有___________和_______________反应。

（3）若捐献者携带红绿色盲基因，则该基因___________（“能”或“不能”)遗传给“三亲婴儿”。

（4）成熟的精子是由精子细胞变形而来， ________发育为顶体，________演变为尾，精子必须经过________才能具有受精能力，早期胚胎发育的过程大致为：受精卵→__________→囊胚→原肠胚。

囊胚中的滋养层细胞将____________________。

3.2体外受精和早期胚胎培养导学案
【导学提纲】
一、学习目标：
1.简述哺乳动物体外受精技术的主要操作步骤。

2.简述哺乳动物胚胎的早期培养方法。

3.认同体外受精在家畜快速繁殖中的重要意义。

二、学习重点、难点：
1.重点:哺乳动物体外受精技术的主要操作步骤。

2.难点:卵母细胞的采集和培养。

三、学习方法：八学法
四、课时安排：1课时
五、学习过程：
【自学】
一、试管动物技术
1.概念：通过人工操作使卵子和精子在体外条件下成熟和受精，并通过培养发育为早期胚胎后，再经移植产生后代的技术。

2.过程：__________________、__________________、__________________。

二、体外受精
1.卵母细胞的采集
（1）方法一：用____________激素处理，使其_________排卵，从中输卵管冲取精子（针对实验动物，家畜猪、羊等）
（2）方法二：从屠宰母畜卵巢中采集
（3）方法三：借助超声波探测仪、内窥镜、腹腔镜等工具直接从__________母畜卵巢中吸取（针对大家畜或大型动物，如牛）
2.卵母细胞的培养：在体外人工培养_________
3.精子的采集：方法有____________法、____________法和____________法等
4.精子的获能：培养法（通过获能培养液）、____________法（通过肝素或钙离子载体A23187）
获能溶液或专用的受精溶液
5.受精：获能的精子＋培养成熟的卵子
完成受精
三、胚胎早期培养
1.条件：受精卵在发育培养液中培养
2.培养液成分：无机盐、有机盐、___________、__________、氨基酸、核苷酸、__________等【议学】
1．试管婴儿的产生属于哪一种生殖方式？
2．受精卵的体外培养中培养液的主要成分是什么？与动物细胞培养液成分一样吗？
3．为什么从卵巢中取出的卵母细胞需要置于与输卵管相似的环境中，让它进一步成熟？
4．试管牛的产生属于克隆吗？胚胎的形成需要那几个环节？
【测学】
1．将雌性动物的早期胚胎，或者通过体外受精及其他方式得到的胚胎，移植到同种的、生理状态相同的其他雌性动物的体内。

以下说法不正确的是，（）
A．这里说的同“种”是指同一“物种”
B．加拿大荷斯坦奶牛胚胎移植给我国黄牛，生出荷斯坦奶牛
C．同种动物之间的生理特征相近，进行胚胎移植易于成功
D．不管是否妊娠，同种动物生殖器官的生理变化都一样
2．采集的卵母细胞，在体外经人工培养成熟后，才能与获能的精子受精，以下原因不正确的（）
A．卵子从输卵管中冲出也要经历类似精子获能的过程
B．动物排出的卵子成熟程度不同
C．体外人工培养至减数第二次分裂中期时，才算成熟
D．冲出的卵子还需要培养一段时间由小变大
3．保证胚胎在移植前后所处的生理环境一致的方法是（）
A．用催产素处理供体和受体
B．用孕激素同时处理供体和受体
C．用抗利尿激素和醛固酮同时处理供体和受体
D．用促性腺激素同时处理供体和受体
4．科学家运用胚胎移植技术培育试管牛时，首先用激素促进良种母牛超数排卵，然后进行体外受精和培育，最后把胚胎送入母牛子宫内，孕育成小牛产出。

下列分析不正确的是（）
A．供体与受体在胚胎移植前后的生理环境须保持一致
B．在胚胎移植前可采用胚胎分割技术快速繁殖良种牛
C．运用胚胎移植技术培育的试管牛属于动物克隆范畴
D．须配制一系列不同成分的培养液以培养不同发育时期的胚胎
5．下列关于哺乳动物胚胎工程的叙述，错误的是 ( ) A．胚胎分割时，最好选择桑椹胚或原肠胚
B．胚胎干细胞具有发育的全能性，可从早期胚胎中分离获取
C．胚胎移植时，受体母畜的生理状态必须与供体母畜相同
D．培育试管动物时，受精过程及早期胚胎发育过程在体外进行
6．供、受体母牛选择好后，要用激素进行同期发情处理的原因是 ( )
A．防止受体牛不愿意接受胚胎
B．只有受体与供体的生理状态相同，被移植的胚胎才能继续正常发育
C．只要发情排卵后，各阶段时间内的变化，供、受体生理状态完全相同
D．同期发情处理后，卵细胞和精子受精结合能力强
7．胚胎工程的核心技术是( )
A、胚胎分割与融合
B、人工授精和胚胎移植
C、胚胎性别鉴定
D、胚胎冷冻保存技术
8．对家畜进行卵母细胞采集时，可先用（）处理
A. 促性腺激素
B. 促性腺激素释放激素
C. 肝素
D. 性激素
9．发展试管动物技术具有重要意义，下列关于这方面叙述错误的
A．试管动物技术可解决动物生育率低的问题
B．试管动物技术可以更多、更有效地利用动物卵细胞
C．试管动物技术可以通过普通家畜繁育良种家畜
D．试管动物技术不能实现家畜的快速繁殖
10．在发情期，给良种母牛注射激素，促进母牛多排卵，这是属于什么技术？( )
A、同期发情
B、人工受精
C、超数排卵
D、胚胎移植
11.近年来，生物工程运用分子生物学的最新成就，发展出一系列的技术，可以为人类健康、生产、生活等服务。

运用所学知识回答下列问题。

(1)科学家为了建立生产干扰素的乳腺生物反应器，利用基因工程技术，构建含有启动子、目的基因、终止子、复制原点和___________的基因表达载体，一般通过___________法导入哺乳动物的___________中，然后再将它送入母体内，最终发育成能生产干扰素的转基因哺乳动物。

(2)单克隆抗体具有特异性强、___________、并可以大量制备等优点。

制备单克隆抗体有两个重要的理论基础：一是在动物免疫反应的过程中每一个B淋巴细胞________________；二是小鼠骨髓瘤细胞能够___________。

(3)在胚胎工程中，通过对供体母羊注射___________，促进其超数排卵，从而获得大量羊的卵母细胞；获取的卵母细胞需要培养至_____________________，才能与获能的精子结合。