高中生物第2章细胞工程第3节胚胎工程1胚胎工程的理论基次件新人教版选择性必修3

过程
主要变化
精子穿越卵细胞 在精子触及卵细胞膜的瞬间，卵细胞膜外的透明带发生
膜外结构
透明带反应，为防止多精入卵的第一道屏障
卵细胞膜会立即发生一种生理反应，拒绝其他精子再进
精子入卵 入卵内，这种生理反应称为卵细胞膜反应。这是防止多
精入卵的第二道屏障
过程
主要变化
精子入卵后，尾部脱离，原有的核膜破裂，随后形成新的核膜， 形成
活学巧练
1．刚排出的精子即能与卵子受精。
( ×)
2．精子和卵子相遇结合形成受精卵的部位是子宫。
( ×)
3．精子入卵后被激活的卵子完成减数分裂Ⅱ，排出第二极体，形
成雌原核。
( √)
4．囊胚期细胞还没有分化。
( ×)
5．原肠胚变大导致透明带破裂而孵化出来。
( ×)
思考： 1．两道屏障防止多精入卵，其意义是什么？ 提示：两道屏障防止多精入卵，保证受精卵中遗传物质与亲代体细 胞一致，从而保证遗传的稳定性。 2．受精的标志和受精完成的标志分别是什么？ 提示：受精的标志是第二极体的形成，受精完成的标志是雌、雄原 核融合成合子。
指点迷津•拨云见日
高等动物个体发育中的易错点 1．高等动物的个体发育过程包括胚胎发育和胚后发育，胚胎发育 的起点是受精卵，终点是成熟的胎儿；胎儿出生后的发育过程属于胚后 发育。因此，高等动物个体发育的起点是受精卵，终点是成熟的个体。 2．受精卵是新生命的起点，全能性最高。动物细胞全能性随分化 程度的提高而逐渐受到限制。桑椹胚之前的每一个细胞都具有发育的全 能性。
解疑答惑
从社会中来⇨P56 提示：借助胚胎移植技术充分发挥两种奶牛的繁殖潜力。将良种奶 牛产生的具有优良遗传特性的胚胎移植到我国奶牛的子宫中，使之发育 为新个体。良种奶牛作“供体”，专门提供具有优良遗传特性的胚胎， 我国奶牛作“受体”，负责妊娠和育仔，这就大大缩短了供体本身的繁 殖周期。还可以对供体进行超数排卵处理以获得多枚胚胎，移植得到多 个后代，使供体的后代数是自然繁殖的十几倍到几十倍。
知识点 胚胎早期发育
1．胚胎早期发育的场所：输卵管、子宫 2．胚胎早期发育过程
(1)早期胚胎发育时各阶段的特点 桑椹胚之前的胚胎细胞只进行细胞分裂，不需要从外界获取营养物 质；囊胚细胞开始出现分化，透明带破裂，开始从外界吸收营养物质， 并且中间出现囊胚腔；原肠胚时期出现胚层分化，并且出现原肠腔。 (2)受精卵是新生命的第一个细胞，其全能性最高。一般来说，细胞 的全能性随发育的深化而降低。
↓ 合子形成 → 雌、雄原核充分发育后，相互融合形成合子(即受精卵)
三、胚胎早期发育 受精卵 卵↓裂期① ②细 细胞 胞分 数裂 量方__不_式_断_：_增____有加____丝____分，__裂胚__胎__总体积__并__不___增__加___
↓ 桑椹胚：卵裂产生的子细胞逐渐形成致密的细胞团形似__桑__椹____
3．简述体外受精、胚胎移植和胚胎分割的 的变化。构建胚胎移植技术繁育
基本原理、操作步骤和应用价值。
良种种畜的流程图。
4．运用胚胎工程的基本概念和原理，对生 产、生活中的相关问题进行分析与判断。
3 ． 社 会 责 任 —— 关 注 试 管 动 物
技术在促进家畜快速繁殖中的应
5．认同在胚胎工程技术的发展和应用中体 用。关注胚胎工程与畜牧业发
最后形成雄原核；精子入卵后被激活的卵子完成减数分裂Ⅱ，排 原核
出第二极体后，形成雌原核
雄、雌原核充分发育后，相向移动，彼此靠近，核膜消失，两组 融合
核染色体合为一组，形成一个含有两个染色体组的合子(受精卵)
3．受精的意义：维持每种生物前后代体细胞染色体数目的恒定， 对于生物的遗传和变异十分重要。
知识贴士 (1)成熟的精子并不代表具有受精能力，必须获能后才具备受精能 力。 (2)精子获能是指精子获得受精“能力”，而不是获得能量。 (3)雌、雄原核不能理解成卵子、精子原来的核，它们是在原来细胞 核的基础上形成的新核，原核膜已破裂。
课内探究•名师点睛
知识点 哺乳动物受精过程
1．受精内发生相应的生理变化 后，才获得受精能力的生理现象。 (2)卵子的准备：动物排出的卵子成熟程度不同，但都必须在输卵管 中发育到MⅡ(中)期时，才具有与精子受精的能力。
2．受精阶段 哺乳动物的受精过程主要包括：精子穿越卵细胞膜外的结构(如放射 冠和透明带)，进入卵细胞膜，雌、雄原核形成和融合。
变式训练 2．下图是牛囊胚示意图，下列有关该图的叙述，错误的是 (C)
A．透明带是初级卵母细胞在减数第一次分裂时形成的 B．囊胚腔是一个充满液体的腔 C．囊胚形成过程中细胞表面积与体积比变小、有机物增多 D．滋养层将来发育成胎膜和胎盘
解析：在囊胚的形成过程中，细胞数目增多，每个细胞体积变小， 细胞表面积与体积比变大，在此过程中，细胞分裂消耗有机物，故有机 物含量逐渐减少。
胚胎一端的细胞→__内__细__胞__团____→胎儿的各种组织，
囊胚：细胞 透明带内壁扩展和排列的细胞→__滋__养__层__细__胞____
逐渐分化
→胎膜和胎盘
↓
胚胎内部出现了含有液体的__囊__胚__腔____
孵化：囊胚进一步扩大，会导致__透__明__带____破裂，胚胎从其中伸展
↓ 出来
↓
精子穿越 精子释放多种酶，溶解卵细胞，精子穿越卵细胞膜外
卵细胞膜 → 结构；在精子触及卵细胞膜瞬间，__透__明__带____会发生
外结构
生理反应，阻止后来的精子进入
↓
精子入卵
→
__卵__细__胞__膜____也会立即发生生理反应，拒绝其他精子 再进入卵内
↓
雌、雄原 核形成
→
精子入卵后形成雄原核，同时卵子完成__减__数__分__裂__Ⅱ__， 排出第二极体后，形成雌原核
3．胚胎发育过程中开始出现细胞分化的阶段和细胞分化最显著的 阶段分别是哪些时期？细胞分化的原因是什么？
提示：开始出现细胞分化的阶段是囊胚期。细胞分化最显著的阶段 是原肠胚的三个胚层分化形成各种组织、器官。细胞分化的原因是细胞 内基因的选择性表达。
4．胚胎发育的卵裂期细胞中有机物、(核)DNA的含量和细胞体积有 什么特点？为什么？
提示：卵裂期细胞中有机物减少、每个细胞中DNA的含量基本不 变，细胞体积减小。从受精卵到囊胚阶段总体积不变或略有缩小，但细 胞数目增多，所以每个细胞体积减小；伴随细胞分裂，细胞数目增多， 总DNA含量增多，但每个细胞中(核)DNA含量保持相对稳定；该过程中 有机物总量减少，因为细胞一直通过呼吸消耗有机物但不从外界吸收。
原肠胚：形成__外__胚__层__、__内__胚__层__和___中__胚__层___→各种组织、器官等
学霸记忆
1．精子获能后才有受精能力；卵子发育到MⅡ(中)期，才具备与精 子受精的能力。
2．受精过程在输卵管内完成。 3．防止多精入卵的两道屏障：(1)透明带反应；(2)卵细胞膜反应。 4．雌、雄原核充分发育后，相互融合形成受精卵。 5．囊胚细胞分化形成内细胞团和滋养层。内细胞团发育成胎儿的 各种组织，滋养层发育成胎膜和胎盘。 6．囊胚进一步扩大，导致透明带破裂而孵化出来。
3．卵裂期和桑椹胚时期，只进行细胞分裂，不需要从外界获取营 养物质，胚胎发育所需营养主要来自卵黄。
4．囊胚期细胞开始分化，透明带破裂，滋养层细胞(以后发育成胎 盘、胎膜，与母体建立联系)从外界吸收营养物质，使胚胎继续发育。
典例剖析 典例3
正确的是
下图为哺乳动物早期胚胎发育的过程，下列有关叙述不 (C)
思考·讨论⇨P59 1．提示：表中马的胚胎进入子宫时发育程度最高，其次为小鼠。 2．提示：小鼠应选择至少发育到桑椹胚阶段的胚胎进行移植。牛 在自然情况下，胚胎虽然最早可在8～16细胞阶段进入子宫，但为了提 高移植后胚胎的发育率和妊娠率，在实践中通常用发育到囊胚阶段的胚 胎进行移植。
3．提示：胚胎工程的许多技术都是在了解哺乳动物自然条件下受 精和早期胚胎发育的基础上实现的。本节涉及的哺乳动物体内受精和早 期胚胎发育都是在自然条件下的特点和规律，人们正是在认识了这些自 然规律的基础上，在体外进行有效的模拟，才使卵母细胞能在体外成 熟，精子能在体外完成获能，获能精子和成熟卵母细胞能在试管内完成 受精，体外受精卵能在人工培养条件下继续发育等，这些都有赖于体内 自然条件下的基础研究成果。
典例剖析
典例1 猪或牛的初级卵母细胞的减数分裂Ⅱ完成于 ( D )
A．排卵前后，在卵巢内
B．排卵前，在卵巢内
C．排卵后，在输卵管内
D．受精时，在输卵管内
解析：在卵细胞的形成过程中，初级卵母细胞的减数分裂Ⅰ是在雌
性动物排卵前完成的；在精卵结合时完成减数分裂Ⅱ，该过程在输卵管
中完成。
变式训练
1．下列有关哺乳动物精子和卵细胞的发生以及受精作用的叙述，
现了科学、技术和社会的互动关系。
展。
知 识 导 图
一 胚胎工程的理论基础
必备知识•夯实双基 课内探究•名师点睛 指点迷津•拨云见日 训练巩固•课堂达标
必备知识•夯实双基
一、胚胎工程 1 ． 概 念 ： 对 __生__殖__细__胞____ 、 __受__精__卵____ 或 ___早__期__胚__胎__细__胞___ 进 行 多种显微操作和处理，然后将获得的胚胎移植到雌性动物体内生产后 代，以满足人类的各种需求。 2．主要技术：__体___外__受__精___、__胚__胎__移__植____和__胚__胎__分__割____。
(3)早期胚胎发育过程中细胞或物质的变化规律
项目 细胞数目 每个细胞体积 DNA总量 每个细胞内的(核)DNA总量 有机物总量 物质种类 所含能量
变化 增多 减小 增多 不变 减小 增多 减小
典例剖析
典例2 如图为受精作用及胚胎发育示意图，a、b代表两个发育
时期，下列叙述错误的是
(A)
精子 卵子
A．过程a和b使胚胎中有机物的含量减少 B．Ⅰ、Ⅱ时期的胚胎中都含有全能细胞 C．胚胎移植必须使用处于Ⅱ或Ⅲ时期的胚胎 D．图示过程中，部分细胞中的遗传物质可能发生改变
解析：过程a表示卵裂形成Ⅰ桑椹胚，过程b表示桑椹胚形成Ⅱ囊 胚，这两个过程细胞均需要消耗能量，故两个过程中胚胎中的有机物的 含量均减少，A项正确；桑椹胚含有的所有细胞都是全能细胞，囊胚期 胚胎进一步发育，细胞逐渐分化，含有的内细胞团细胞将来发育成胎儿 的各种组织，为全能细胞，B项正确；胚胎移植一般选取桑椹胚或囊胚 时期的胚胎，而Ⅲ为原肠胚，C项错误；图示过程中，细胞进行有丝分 裂，而在分裂间期DNA复制的过程中，部分细胞中的遗传物质可能发生 改变，D项正确。
二、受精 1 ． 概 念 ： ___精__子___ 与 ___卵__子___ 结 合 形 成 __合__子____( 即 受 精 卵 ) 的 过 程。 2．场所：雌性动物的___输__卵__管___内。
3．过程
准备阶段
→
精子___获__能___：在雌性动物的生殖道内完成；卵子的 准备：发育到___M__Ⅱ__(中__)_期____才有受精能力
第2章 细胞工程
第3节 胚胎工程
新课程标准
核心素养
1．简述受精和胚胎早期发育的基本过程。
1 ． 生 命 观 念 —— 从 精 子 和 卵 细 胞的结构理解受精作用过程。
2．说明胚胎的形成经过了受精及早期发育 等过程。
2 ． 科 学 思 维 —— 构 建 模 型 分 析
早期胚胎发育中相关物质和结构
正确的是
(D)
A．卵细胞膜发生生理反应是防止多精入卵的唯一屏障
B．排卵就是排出成熟卵细胞的过程
C．卵细胞形成时的分裂过程均在卵巢内完成
D．卵子受精的标志是在卵细胞膜和透明带之间观察到两个极体
解析：透明带发生生理反应和卵细胞膜发生生理反应是防止多精入 卵的两道屏障，A项错误；排卵排出的是初级卵母细胞或次级卵母细 胞，而不是成熟的卵细胞，B项错误；哺乳动物卵细胞形成时的分裂过 程在未排卵之前是在卵巢中进行的，排卵之后是在输卵管中进行的，C 项错误。
—① —→受精卵—② —→桑椹胚—③ —→
a
—④ —→
b
―→幼体
A．①过程发生同源染色体分离
B．②过程通过有丝分裂增殖
C．胚胎发育到③过程开始发生分化
D．处于a时期的胚胎中具有囊胚腔
解析：①是受精作用，该过程中不会发生同源染色体分离，A错 误；受精卵通过有丝分裂增殖，B正确；①～④过程中，③④过程都会 发生细胞分化，③过程开始发生分化，C正确；囊胚期胚胎的内部出现 了含有液体的腔，为囊胚腔，D正确。