2.3.1胚胎工程的理论基础(教学课件)-高中生物人教版(2019)选择性必修三

3.准备阶段: (1)精子的结构: 填一填:基于精子的结构,完成下图的填写:
(2)精子获能: ①原因:刚排出的精子_不__能__(填“能”或“不能”)立即与卵子受精。 ②场所:_雌__性__动__物__的__生__殖__道__。 (3)卵子的结构: 填一填:基于卵子的结构,完成下图的填写:
(4)卵子的准备: ①原因:动物排出的卵子成熟程度不同,可能是_初__级__卵母细胞(如马、犬),可能 是_次__级__卵母细胞(如猪、羊)。 ②成熟场所:_输__卵__管__。 ③成熟时期:_M_Ⅱ__期__。
【解题导引】解答本题思维流程如下:
【解析】(1)据图分析可知:图中①为放射冠,②为透明带,③为第一极体。 (2)当精子穿越放射冠,进入透明带,在触及卵细胞膜的瞬间,透明带会迅速发生 生理反应,这是防止多精入卵受精的第一道屏障。 (3)精子入卵后,卵细胞膜会立即发生一种生理反应,即卵细胞膜反应,这是防止 多精入卵受精的第二道屏障。 (4)精子入卵后,形成一个新的核即雄原核。与此同时,被激活的卵子完成减数分 裂Ⅱ,排出第二极体后形成雌原核。
【激疑】受精过程中卵子的哪些结构发生生理反应可以防止多精入卵?这有什 么意义? 提示:透明带和卵细胞膜。防止多个精子进入卵子,导致胚胎染色体数目变异, 从而引起发育异常等现象。
三、胚胎早期发育 1.分裂方式:_有__丝__分__裂__。 2.过程:
关键能力·素养形成
知识点一 受精作用 1.受精前的准备: (1)精子获能:刚刚排出的精子,不能立即与卵子受精,必须在雌性动物生殖道发 生相应的生理变化后,才能获得受精能力。 (2)卵子的准备:卵子一般在排出2～3 h后才能被精子穿入,动物排出的卵子成 熟程度不同,都要在输卵管内进一步成熟,当达到MⅡ期时,才具备与精子受精的 能力。
(1)写出各部分名称:①________;②________;③________。 (2)当精子穿越__________,进入透明带,在触及卵细胞膜的瞬间,________会迅 速发生生理反应,这是防止多精入卵受精的第______________道屏障。 (3)精子入卵后,________会立即发生一种生理反应,拒绝其他精子再进入卵内, 这是防止多精入卵受精的第二道屏障。 (4)精子入卵后,形成一个新的核即________________。与此同时,被激活的卵 子完成减数分裂Ⅱ,排出____________后形成__________。
4.受精阶段: 填一填:基于受精作用的过程,完成下列问题:
(1)过程A为精子与卵子相遇,精子释放_多__种__酶__,溶解卵细胞膜外的结构,穿越 _透__明__带__。 (2)过程B为精子触及卵细胞膜,_透__明__带__发生生理反应,阻止后来的精子进入 _透__明__带__。
(3)过程C为精子进入卵细胞膜,_卵__细__胞__膜__发生生理反应,拒绝其他精子进入卵 内。 填一填:基于C细胞发生的变化,完成以下问题。 ①精子变化:精子的核膜破裂形成新的核膜,比原来的精子的核_大__(填 “大”“相等”或“小”),称为[_①__]_雄__原__核__。 ②卵子变化:卵子完成减数分裂Ⅱ,排出第二极体,形成[_②__]_雌__原__核__。 (4)过程D为雌雄原核相向移动,核膜消失,这个含有两个染色体组的合子为 _受__精__卵__。 (5)过程E受精结束,_受__精__卵__开始发育。
答案:(1)放射冠 透明带 第一极体 (2)放射冠 透明带 一 (3)卵细胞膜 (4)雄原核 第二极体 雌原核
【素养·探究——母题追问】 科学思维——演绎与推理
在动物体内卵细胞与精子结合发生的场所在哪?受精后将会一直在这里发育吗? 提示:输卵管。受精卵发育到一定阶段,就会移入子宫内继续发育。
【素养·迁移】
【素养·探究——母题追问】 (1)科学思维——模型与建模 过程①需经过多次有丝分裂才能完成,请绘出该过程中每个细胞的体积、细胞 核内DNA含量与时间的关系。 提示:
(2)生命观念——结构与功能观 某孕妇可能生出某遗传病的孩子,如果选择囊胚期进行胎儿基因检测,选取的细 胞应该是哪部分的细胞?说明你的理由。 提示:滋养层的细胞。因为滋养层的细胞发育成胎盘和胎膜,不发育成胎儿的组 织或器官,不会对胎儿产生影响。
【素养·迁移】 如图所示是某种动物胚胎发育的几个阶段,下列有关叙述不正确的是( )
A.在2～11的过程中,可能发生细胞的增殖和衰亡 B.在1～11的过程中细胞的全能性逐渐减小 C.图示细胞的增殖方式是有丝分裂 D.细胞分化过程从2开始
【解题关键】图示为某动物的早期胚胎发育过程,解答本题关键要明确以下两 点: (1)整个过程中,细胞增殖的方式是有丝分裂,到了囊胚阶段(7～10)才开始出现 细胞分化。 (2)在此过程中,由于环境等因素的影响,可能存在着细胞的衰亡。
知识点二 胚胎早期发育 1.发育场所:输卵管、子宫。 2.过程:
发育过程
特点
受精卵 受精卵形成后即在输卵管内进行有丝分裂,开始发育
桑葚胚
卵裂产生的子细胞形成的细胞团,没有分化
囊胚
①细胞开始出现分化(内细胞团将来发育成胎儿的各种组织,滋 养层将来发育为胎膜和胎盘); ②出现囊胚腔; ③透明带破裂,胚胎从中伸展出来(即孵化)
3.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,正确的是( ) 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】选D。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错误。
下列有关哺乳动物受精作用的叙述错误的是
()
A.刚刚排出的精子要在雌性动物生殖道内发生相应生理变化才能获得受精的能
力
B.精子变形过程中线粒体聚集到尾的基部,精子穿越透明带等结构需要多种酶
C.卵子在输卵管内发育到MⅡ期时才具备受精的能力
D.精子触及卵细胞膜的瞬间卵细胞膜发生生理反应
【解析】选D。刚刚排出的精子要在雌性动物生殖道内发生相应生理变化才能获 得受精的能力即精子获能,A正确;精子变形过程中线粒体聚集到尾的基部,精子 穿越透明带等结构需要多种酶,B正确;卵子在输卵管内发育到MⅡ期时才具备受 精的能力,C正确;精子触及卵细胞膜的瞬间透明带发生生理反应,D错误。
【解题导引】解答本题思维流程如下:
【解析】(1)哺乳动物受精作用及胚胎早期有丝分裂在输卵管中进行。(2)受精 卵是个体发育的起点,整个胚胎发育过程应在输卵管和子宫内完成。(3)图示Ⅰ、 Ⅱ过程分别表示胚胎发育及胚后发育。(4)图示“?”处应为原肠胚,内细胞团应 出现于囊胚期。
答案:(1)输卵管 (2)受精卵 输卵管和子宫 (3)胚胎发育 (4)原肠胚 囊胚
5.下列关于哺乳动物受精和发育的叙述正确的是 ( ) A.雌性动物排卵后遇精子即可完成受精 B.胚胎发育至囊胚时即已开始了细胞分化,这是由于基因开始进行选择性表达 C.动物卵细胞形成过程始于初情期后 D.动物的个体发育过程是:受精卵→卵裂→桑葚胚→囊胚→原肠胚→幼体
【解析】选B。雌性动物排出的卵子并非成熟的卵子,即使遇到精子,也要继续成 熟至MⅡ期才具备与精子受精的能力。胚胎在桑葚胚后继续发育成囊胚时开始 分化,分化的实质是基因的选择性表达。动物卵子的发生始于性别分化后。动物 个体发育包括胚胎发育和胚后发育。
2.下列关于胚胎工程的叙述,错误的是 ( ) A.胚胎工程技术离不开动物细胞培养技术 B.胚胎工程中的胚胎可来自自然受精或人工授精等方式获得的胚胎 C.胚胎工程的许多技术实际上是在体外完成的 D.动物细胞培养技术属于胚胎工程技术
【解析】选D。胚胎工程技术中需要细胞培养技术为基础,A正确;胚胎工程的操 作对象为受精卵或早期胚胎细胞,早期胚胎可来自自然受精或人工授精产生的 早期胚胎,B正确;胚胎工程中的体外受精、胚胎分割等技术是在体外完成的,C 正确;动物细胞培养技术属于动物细胞工程技术,D错误。
【解析】选D。在1～11的过程中,细胞增殖的方式是有丝分裂,在2～11的过程 中,可能发生细胞的增殖和衰亡,选项A、C正确;在1～11的过程中细胞逐渐发生 分化,细胞的全能性逐渐减小,选项B正确;细胞分化过程从囊胚期(7～10)开始的, 选项D错误。
【课堂回眸】
课堂检测·素养达标
【概念·诊断】 1.研究受精和胚胎早期发育为胚胎工程提供理论依据,下列有关胚胎工程的理 论基础的描述合理的是______ ①在自然条件下,受精是在雌性动物的子宫内完成的。 ②精子需要获能才能与卵子结合,而卵细胞一经排出就具备受精能力。 ③胚胎发育的场所是输卵管和子宫。 ④透明带生理反应和卵细胞膜生理反应是防止多精入卵的两道屏障。 ⑤动物的早期胚胎发育依次经过受精卵、桑葚胚、囊胚和原肠胚等阶段
4.如图是牛囊胚示意图,下列有关该图的叙述错误的是 A.透明带在卵细胞的最外面,起保护作用 B.囊胚腔是一个充满液体的腔 C.内细胞团将来分化成胎膜和胎盘 D.滋养层将来发育成胎膜和胎盘
()
【解析】选C。透明带是卵细胞最外面的结构,有一定的保护作用,A正确;囊胚腔 是一个充满液体的腔,B正确;内细胞团将来发育成胎儿的各种组织,C错误;滋养 层将来发育成胎膜和胎盘,D正确。
发育过程
特点
wk.baidu.com
原肠胚
①分化为内胚层、中胚层和外胚层三个胚层; ②出现原肠腔
发育过 程图示
3.细胞全能性与早期胚胎发育各阶段的关系: (1)桑葚胚期以前的细胞具有全能性,即每一个细胞都有发育成完整胚胎的潜能。 (2)囊胚开始出现细胞分化,其中内细胞团细胞具有全能性。 (3)原肠胚中出现胚层分化,全能性降低。
2.受精阶段:
过程
第一步:精卵相 遇
第二步:精子接 触卵细胞膜
第三步:精子入 卵
第四步:受精卵 形成
主要变化
释放多种酶,溶解卵细胞膜外的结构
透明带发生生理反应(防止多精入卵的第一道 屏障) 卵细胞膜发生生理反应(防止多精入卵的第二 道屏障),雌、雄原核形成
雌雄原核靠近,核膜消失,形成合子
【特别提醒】 受精过程认识的三个误区
【解析】选③④⑤。在自然条件下,受精是在雌性动物的输卵管内完成的,①错 误;精子需要获能,卵细胞需要发育到MⅡ期才具有受精能力,②错误;胚胎发育 的场所是输卵管和子宫,③正确;透明带生理反应和卵细胞膜生理反应是防止多 精入卵的两道屏障,④正确;动物的早期胚胎发育依次经过受精卵、桑葚胚、囊 胚和原肠胚等,⑤正确。
第3节 胚 胎 工 程 一 胚胎工程的理论基础
必备知识·素养奠基
一、胚胎工程的概念 1.操作对象:生殖细胞、_受__精__卵__或早期胚胎细胞。 2.移植过程:将胚胎移植到_雌__性__动__物__体内。 3.目的:生产后代,满足人类的各种需求。 4.处理技术:体外受精、胚胎移植和_胚__胎__分__割__等。 二、受精 1.概念:精子与_卵__细__胞__结合形成_合__子__(即受精卵)的过程。 2.场所:哺乳动物受精在_输__卵__管__内完成。
【特别提醒】 (1)在透明带内进行分裂的阶段都属于卵裂。 (2)卵裂细胞的数量不断增加,但胚胎的总体积并不增加。 (3)孵化指透明带破裂后,胚胎从其中伸展出来,不能正常孵化,胚胎就无法继续 发育。
【素养案例】 如图为哺乳动物的生殖和个体发育过程,请据图回答下面的问题:
(1)哺乳动物精子和卵细胞在________中完成受精作用。 (2)哺乳动物个体发育的起点是________,其胚胎发育的整个过程在 __________________中完成。 (3)图示Ⅰ过程为________,Ⅱ过程为胚后发育。 (4)图中“?”处应为________,内细胞团出现于________时期。
(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)受精标志是在透明带和卵细胞膜之间观察到两个极体,而受精完成的标志为 雌、雄原核的融合。 (3)雌、雄原核不能理解成卵子、精子原来的核,而是在原来细胞核的基础上形 成的新核,原核膜已破裂。
【素养案例】 如图表示精卵相遇时的卵子示意图。回答下列问题: