人教版 (2019)高二生物選擇性必修三導(dǎo)學(xué)案第3節(jié)第1課時(shí)胚胎工程的理論基礎(chǔ)

人教版(2019)高二生物選擇性必修三導(dǎo)學(xué)案

第3節(jié)第1課時(shí)胚胎工程的理論基礎(chǔ)

學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.說(shuō)出精子和卵子的準(zhǔn)備階段過(guò)程并比較二者的異同。

2.簡(jiǎn)述受精過(guò)程及防止多精入卵屏障的形成機(jī)制。

3.概述早期胚胎的發(fā)育過(guò)程以及各階段的特點(diǎn)。

學(xué)科素養(yǎng)：1.科學(xué)思維：通過(guò)學(xué)習(xí)，自主構(gòu)建“精卵發(fā)生一受精一胚

胎發(fā)育”的動(dòng)態(tài)機(jī)制模型。

2.生命觀念：聯(lián)系自我，感受生命發(fā)生的珍貴，樹(shù)立珍愛(ài)生命的意

識(shí)。

知識(shí)點(diǎn)一受精

自主梳理

1.胚胎工程

(1)概念：對(duì)、或進(jìn)行多種顯微操作

和處理，然后將獲得的胚胎移植到雌性動(dòng)物體內(nèi)生產(chǎn)后代，以滿足人

類(lèi)的各種需求。

(2)主要技術(shù)：、和。

(3)實(shí)質(zhì)：是在體外條件下，對(duì)動(dòng)物和條

件進(jìn)行的模擬操作。

2.受精

⑴概念：與結(jié)合形成合子(即受精卵)的過(guò)程。

(2)場(chǎng)所：在自然條件下，哺乳動(dòng)物的受精場(chǎng)所是。

3.受精的過(guò)程

受精前的準(zhǔn)備階段

①準(zhǔn)備階段1——精子獲能

場(chǎng)所：雌性動(dòng)物的0

②準(zhǔn)備階段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，都要在輸卵管內(nèi)發(fā)育到期，才能受精。

答案：

1.（1）生殖細(xì)胞受精卵早期胚胎細(xì)胞（2）體外受精胚胎移植

胚胎分割（3）自然受精早期胚胎發(fā)育

2.（1）精子卵子（2）輸卵管

3.（1）①生殖道②MII

［互動(dòng)探究］

1.（生命觀念）剛剛采集到的哺乳動(dòng)物的精子和卵子能立刻受精嗎？

為什么？

提示：不能。精子要獲能后才具有受精能力，卵子必須進(jìn)一步成熟，

到MH中期才能受精。

2.（科學(xué)思維）防止多精入卵的屏障有哪些？其意義是什么？

提示：兩道屏障防止多精入卵：透明帶反應(yīng)和卵細(xì)胞膜反應(yīng)。其意義

是保證子代細(xì)胞中染色體數(shù)目正常。

3.（科學(xué)思維）受精完成的標(biāo)志是什么？

提示：受精完成的標(biāo)志是雌、雄原核的融合。

歸納提升

1.受精的過(guò)程

過(guò)程主要變化

精子穿越

在精子觸及卵細(xì)胞膜的瞬間，卵細(xì)胞膜外的透明

卵細(xì)胞膜帶發(fā)生透明帶反應(yīng)，這是防止多精入卵的第一道

屏障

外結(jié)構(gòu)

卵細(xì)胞膜會(huì)立即發(fā)生一種生理反應(yīng)，拒絕其他精

精子入卵子再進(jìn)入卵內(nèi)，這種生理反應(yīng)稱(chēng)為卵細(xì)胞膜反應(yīng)。

這是防止多精入卵的第二道屏障

精子入卵后，尾部脫離，原有的核膜破裂，隨后

形成新的核膜，最后形成雄原核；精子入卵后被

形成原核

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

雄、雌原核充分發(fā)育后，相向移動(dòng)，彼此靠近，

融合核膜消失，兩組核染色體合為一組，形成一個(gè)含

有兩個(gè)染色體組的合子（受精卵）

2.關(guān)于受精作用的3點(diǎn)提醒

⑴成熟的精子并不代表具有受精能力，必須獲能后才具備受精能力。

⑵精子獲能是指精子獲得受精“能力”，而不是獲得能量。

⑶雌、雄原核不能理解成卵子、精子原來(lái)的核，它們是在原來(lái)細(xì)胞

核的基礎(chǔ)上形成的新核，原核膜已破裂。

3.哺乳動(dòng)物精子和卵子發(fā)生的不同點(diǎn)

⑴形成精子的減數(shù)分裂是連續(xù)的，場(chǎng)所唯一（MI和MH的場(chǎng)所都是

睪丸）；而形成卵子的減數(shù)分裂是不連續(xù)的，場(chǎng)所不唯一。（MI場(chǎng)所

在卵巢，MII場(chǎng)所在輸卵管中）

⑵精子和卵子發(fā)生的時(shí)間不同：精子的發(fā)生是從初情期一直到生殖

機(jī)能衰退；多數(shù)哺乳動(dòng)物卵子的形成和在卵巢內(nèi)的貯備是胎兒出生前

完成的，MI是在雌性動(dòng)物排卵前后完成的，是在受精過(guò)程中完成

的。

⑶精子的形成過(guò)程需要變形；卵細(xì)胞的形成過(guò)程不需要變形。

針對(duì)訓(xùn)練

1.下列有關(guān)哺乳動(dòng)物精子和卵細(xì)胞的發(fā)生以及受精的敘述，正確的

是（）

A.剛排出的精子和卵子相遇即可受精

B.排卵就是排出成熟卵細(xì)胞的過(guò)程

C.形成卵細(xì)胞的分裂過(guò)程均在卵巢內(nèi)完成

D.卵子受精的標(biāo)志是觀察到兩個(gè)極體或者雌、雄原核

答案：D

解析：剛排出的精子不能立刻與卵子受精，必須在雌性動(dòng)物的生殖道

發(fā)生相應(yīng)的生理變化后，才能獲得受精能力，A錯(cuò)誤；動(dòng)物排卵時(shí)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，并非成熟卵細(xì)胞，B錯(cuò)誤；形成卵子的減數(shù)分裂n過(guò)程是

在輸卵管中進(jìn)行的，并非卵巢，c錯(cuò)誤；在實(shí)際胚胎工程操作中，常

以觀察到兩個(gè)極體或者雌、雄原核作為受精的標(biāo)志，D正確。

2.下列受精的過(guò)程，正確的順序?yàn)椋ǎ?/p>

①第一次卵裂開(kāi)始②卵細(xì)胞膜反應(yīng)③精子釋放多種酶④透明

帶反應(yīng)⑤雌、雄原核的形成⑥雌、雄原核融合

A.③④①②⑤⑥B.③②④⑤⑥①

C.④③②⑥⑤①D.③④②⑤⑥①

答案：D

解析：在受精作用過(guò)程中，精子釋放出多種酶③；然后精子穿越放射

冠和透明帶，此時(shí)透明帶發(fā)生④透明帶反應(yīng)，這是防止多精入卵的第

一道屏障；接著精子進(jìn)入卵細(xì)胞膜，此時(shí)會(huì)發(fā)生②卵細(xì)胞膜反應(yīng)；精

子的細(xì)胞核和卵細(xì)胞的細(xì)胞核分別形成雄原核和雌原核，即⑤雌、雄

原核的形成；最后核膜消失，發(fā)生⑥雌、雄原核融合，標(biāo)志著受精作

用的完成；受精作用完成后，受精卵進(jìn)入卵裂期，即①第一次卵裂開(kāi)

始。因此，受精過(guò)程正確的順序?yàn)棰邰堍冖茛蔻?，故選D。

3.下列有關(guān)受精卵和受精作用的敘述中，錯(cuò)誤的是（）

A.受精卵是具有全能性的細(xì)胞

B.受精卵中的DNA一半來(lái)自卵細(xì)胞

C.受精過(guò)程中精子和卵細(xì)胞的結(jié)合是隨機(jī)的

D.受精卵中的染色體一半來(lái)自精子

答案：B

解析：受精卵是具有全能性的細(xì)胞，且受精卵的全能性最高，A正確;

受精卵的細(xì)胞核DNA一半來(lái)自卵細(xì)胞，而細(xì)胞質(zhì)DNA幾乎都來(lái)自卵細(xì)

胞，B錯(cuò)誤；受精過(guò)程中精子和卵細(xì)胞的結(jié)合是隨機(jī)的，C正確；受

精卵中的染色體一半來(lái)自精子，一半來(lái)自卵細(xì)胞，D正確。

知識(shí)點(diǎn)二胚胎早期發(fā)育

自主梳理

1.卵裂期特點(diǎn)

⑴細(xì)胞分裂方式為。

⑵細(xì)胞的數(shù)量不斷o

⑶胚胎的總體積0

2.早期胚胎發(fā)育的幾個(gè)階段及特點(diǎn)

⑴桑甚胚：卵裂產(chǎn)生的子細(xì)胞逐漸形成致密的細(xì)胞團(tuán)，形似

⑵囊胚：細(xì)胞開(kāi)始出現(xiàn)。將來(lái)發(fā)育成胎兒的各種

組織，將來(lái)發(fā)育成和o出現(xiàn)囊胚

腔。囊胚進(jìn)一步擴(kuò)大，透明帶破裂，胚胎從其中伸展出來(lái)，這一過(guò)程

稱(chēng)為O

⑶原腸胚：形成一各種組織、器官。

答案：

1.（1）有絲分裂（2）增加（3）并不增加

2.（1）桑甚（2）分化內(nèi)細(xì)胞團(tuán)滋養(yǎng)層細(xì)胞胎膜胎盤(pán)孵化

⑶外胚層、內(nèi)胚層和中胚層

［互動(dòng)探究］

1.如圖表示哺乳動(dòng)物發(fā)育過(guò)程的幾個(gè)階段，請(qǐng)?zhí)骄?

AB

(1)(生命觀念)圖中的4和7兩個(gè)空腔是同一個(gè)結(jié)構(gòu)嗎？

(2)(科學(xué)思維)細(xì)胞分化開(kāi)始出現(xiàn)于哪個(gè)時(shí)期？符號(hào)1的部分細(xì)胞將

來(lái)形成什么結(jié)構(gòu)？

(1)提示：不是，4為囊胚腔，7為原腸腔。

(2)提示：囊胚。1為滋養(yǎng)層細(xì)胞，將來(lái)發(fā)育成胎膜和胎盤(pán)。

2.(科學(xué)思維)卵裂時(shí)期細(xì)胞或物質(zhì)變化規(guī)律。

項(xiàng)目變化

細(xì)胞數(shù)量

每個(gè)細(xì)胞體積

DNA總量

每個(gè)細(xì)胞內(nèi)的DNA總量

項(xiàng)目變化

有機(jī)物總量

物質(zhì)種類(lèi)

所含能量

答案：增加減小增加不變減小增加減小

3.（生命觀念）思考胚胎發(fā)育的階段及每個(gè)階段的特點(diǎn)。

提示：

階段主要特點(diǎn)

桑甚胚子細(xì)胞形成致密的細(xì)胞團(tuán)

開(kāi)始出現(xiàn)細(xì)胞分化，出現(xiàn)內(nèi)細(xì)胞團(tuán)和滋養(yǎng)層，出現(xiàn)囊胚腔，

囊胚

透明帶破裂（孵化）

原腸胚進(jìn)一步發(fā)育，具有三個(gè)胚層

歸納提升

1.動(dòng)物胚胎早期發(fā)育的基本過(guò)程

受精卵f2細(xì)胞f4細(xì)胞-8細(xì)胞f桑甚胚一囊胚—原腸胚

三胚層,

原腸腔

（1）受精卵形成后即在輸卵管內(nèi)進(jìn)行有絲分裂，開(kāi)始發(fā)育。

⑵卵裂：細(xì)胞有絲分裂，細(xì)胞數(shù)量不斷增加，但胚胎的總體積并不

增加。

（3）桑甚胚：卵裂產(chǎn)生的子細(xì)胞逐漸形成致密的細(xì)胞團(tuán)，形似桑意。

（4）囊胚

①細(xì)胞開(kāi)始出現(xiàn)分化（內(nèi)細(xì)胞團(tuán)將來(lái)發(fā)育成胎兒的各種組織，滋養(yǎng)層

將來(lái)發(fā)育為胎膜和胎盤(pán)）。

②出現(xiàn)囊胚腔。

③透明帶破裂，胚胎從中伸展出來(lái)（即孵化）。

⑸原腸胚：有了三胚層的分化，分化為內(nèi)胚層、中胚層和外胚層三

個(gè)胚層。

2.早期胚胎發(fā)育時(shí)各階段的特點(diǎn)

⑴桑意胚之前的胚胎細(xì)胞只進(jìn)行細(xì)胞分裂，不需要從外界獲取營(yíng)養(yǎng)

物質(zhì)；囊胚細(xì)胞開(kāi)始出現(xiàn)分化，透明帶破裂，開(kāi)始從外界吸收營(yíng)養(yǎng)物

質(zhì)，并且中間出現(xiàn)囊胚腔；原腸胚時(shí)期出現(xiàn)胚層分化，并且出現(xiàn)原腸

腔。

⑵受精卵是新生命的第一個(gè)細(xì)胞，其全能性最高。一般來(lái)說(shuō)，細(xì)胞

的全能性隨發(fā)育的深化而降低。

［易錯(cuò)提醒］

⑴受精的標(biāo)志W(wǎng)受精完成的標(biāo)志：判斷受精的標(biāo)志是在透明帶和卵

細(xì)胞膜之間觀察到兩個(gè)極體；而受精完成的標(biāo)志是雌、雄原核的融合。

⑵受精卵遺傳物質(zhì)的來(lái)源：核遺傳物質(zhì)來(lái)自精子的細(xì)胞核與卵細(xì)胞

的細(xì)胞核（即精卵各提供1/2）,而細(xì)胞質(zhì)的遺傳物質(zhì)幾乎全部來(lái)自卵

細(xì)胞。

［針對(duì)訓(xùn)練］

1.下圖是牛囊胚示意圖，下列有關(guān)該圖的敘述錯(cuò)誤的是（）

囊胚腔表滋養(yǎng)層

透明帶細(xì)胞團(tuán)

A.透明帶是初級(jí)卵母細(xì)胞在減數(shù)第一次分裂時(shí)形成的

B.囊胚腔是一個(gè)充滿液體的腔

C.囊胚形成過(guò)程中細(xì)胞表面積與體積比變小、有機(jī)物增多

D.滋養(yǎng)層將來(lái)發(fā)育成胎膜和胎盤(pán)

答案：C

解析：在囊胚的形成過(guò)程中，細(xì)胞數(shù)目增多，每個(gè)細(xì)胞體積變小，細(xì)

胞表面積與體積比變大，細(xì)胞分裂需要消耗能量，有機(jī)物減少。

2.哺乳動(dòng)物受精卵在卵裂期發(fā)生的變化是（）

A.細(xì)胞的總面積與總體積的比值逐漸增大

B.細(xì)胞的數(shù)目增多，有機(jī)物含量大增

C.每個(gè)細(xì)胞的DNA含量不斷增加，全能性增高

D.逐漸出現(xiàn)了原腸腔，并有了胚層的分化

答案：A

解析：在卵裂期細(xì)胞的總面積與總體積的比值逐漸增大，A正確；卵

裂期細(xì)胞的數(shù)目增多，有機(jī)物含量由于消耗而減少，B錯(cuò)誤；卵裂期

每個(gè)細(xì)胞的DNA含量不變，C錯(cuò)誤；原腸胚階段出現(xiàn)了原腸腔，并有

了胚層的分化，D錯(cuò)誤。

［要語(yǔ)必背］

1.胚胎工程的許多技術(shù)，實(shí)際上是在體外條件下，對(duì)動(dòng)物自然受精

和早期胚胎發(fā)育條件進(jìn)行的模擬操作。

2.受精包括受精前的準(zhǔn)備階段和受精階段，自然條件下，哺乳動(dòng)物

的受精在輸卵管內(nèi)完成。

3.判斷卵子是否受精的標(biāo)志是在卵細(xì)胞與透明帶的間隙能觀察到兩

個(gè)極體，受精作用完成的標(biāo)志是雌雄原核融合形成合子。

4.囊胚進(jìn)一步擴(kuò)大，會(huì)導(dǎo)致透明帶破裂，胚胎從其中伸展出來(lái)，這

一過(guò)程叫作孵化。

鞏固練習(xí)

1.動(dòng)物受精作用的實(shí)質(zhì)是（）

A.精子和卵細(xì)胞的相互識(shí)別

B.精子的頭部進(jìn)入到卵細(xì)胞內(nèi)

C.一個(gè)卵細(xì)胞只能與一個(gè)精子結(jié)合

D.卵細(xì)胞的細(xì)胞核與精子的細(xì)胞核相互融合

答案：D

解析：受精作用是精子和卵細(xì)胞相互識(shí)別、融合成為受精卵的過(guò)程，

其實(shí)質(zhì)是卵細(xì)胞的細(xì)胞核與精子的細(xì)胞核相互融合，故D正確。

2.下列過(guò)程發(fā)生在精子入卵后的是（）

①精子繼續(xù)完成減數(shù)分裂n②透明帶發(fā)生生理反應(yīng)③卵細(xì)胞膜

發(fā)生生理反應(yīng)④卵子完成減數(shù)分裂n,形成雌原核

A.③④B.①③④

c.②③D.①④

答案：A

3.分析下面圖解，判斷以下哪一項(xiàng)不是精子、卵細(xì)胞發(fā)生的區(qū)別（）

精原魏

轆

O

卵原有絲,卵原?初級(jí)卵MI,次級(jí)卵+第一合+第二

細(xì)胞分裂細(xì)胞母細(xì)胞母細(xì)胞極體子極體

A.成熟生殖細(xì)胞中染色體的數(shù)目

B.MI和MH的時(shí)間連續(xù)性

C.成熟生殖細(xì)胞是否經(jīng)過(guò)變形

D.初級(jí)精母細(xì)胞、初級(jí)卵母細(xì)胞的形成時(shí)間

答案：A

解析：成熟的精子和卵細(xì)胞都是經(jīng)過(guò)減數(shù)分裂形成的，都含有相當(dāng)于

親本體細(xì)胞一半的染色體數(shù)目，A正確；精子的產(chǎn)生過(guò)程中，MI和MH

是連續(xù)的，而卵細(xì)胞產(chǎn)生過(guò)程中，MI和MH是不連續(xù)的，B錯(cuò)誤；精

細(xì)胞形成后變形為蝌蚪狀，卵細(xì)胞不需要變形，C錯(cuò)誤；初級(jí)精母細(xì)

胞是雄性動(dòng)物初情期開(kāi)始后，才由精原細(xì)胞分裂形成的，而初級(jí)卵母

細(xì)胞是在胎兒期性別分化后形成的，D錯(cuò)誤。

4.下列有關(guān)哺乳動(dòng)物胚胎發(fā)育和胚胎工程的敘述，錯(cuò)誤的是()

A.卵裂期的胚胎中因?yàn)榧?xì)胞數(shù)目不斷增加，所以胚胎總體積逐漸變

大

B.移植用的胚胎一般發(fā)育到桑甚胚期或囊胚期

C.桑甚胚的細(xì)胞都具有發(fā)育成完整胚胎的潛能

D.胚胎的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)細(xì)胞分裂、分化成各種組織和器官，滋養(yǎng)層細(xì)胞

發(fā)育成胎膜和胎盤(pán)

答案：A

解析：卵裂期的胚胎中細(xì)胞數(shù)目不斷增加，但胚胎的總體積不變或略

有減小，A錯(cuò)誤；移植用的胚胎一般取發(fā)育到桑意胚或囊胚時(shí)期的，

原腸胚已分化不適于胚胎移植，B正確；桑甚胚的細(xì)胞未分化，具有

發(fā)育成完整胚胎的能力，C正確；胚胎的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)細(xì)胞分裂、分化成

各種組織和器官，滋養(yǎng)層細(xì)胞發(fā)育成胎膜和胎盤(pán)，D正確。

5.如圖所示為早期胚胎發(fā)育某一時(shí)期的示意圖。下列敘述正確的是

()

A.③為內(nèi)細(xì)胞團(tuán)，將來(lái)發(fā)育成胎膜和胎盤(pán)

B.進(jìn)行胚胎移植時(shí)，必須選用該圖所示時(shí)期的胚胎

C.囊胚進(jìn)一步擴(kuò)大將會(huì)導(dǎo)致①破裂，這一過(guò)程叫卵裂

D.此時(shí)期的胚胎既可以進(jìn)行胚胎分割，也可以進(jìn)行性別鑒定

答案：D

解析：圖中③為內(nèi)細(xì)胞團(tuán)，將來(lái)發(fā)育成胎兒的各種組織，A錯(cuò)誤；圖

示為囊胚期，進(jìn)行胚胎移植時(shí)，應(yīng)該選擇圖示時(shí)期的胚胎或之前的桑

甚胚進(jìn)行，B錯(cuò)誤；①為透明帶，囊胚的擴(kuò)大會(huì)導(dǎo)致透明帶的破裂，

胚胎伸展出來(lái)，這一過(guò)程叫孵化，C錯(cuò)誤；圖示為囊胚期，此時(shí)期的

胚胎既可以對(duì)內(nèi)細(xì)胞團(tuán)進(jìn)行胚胎分割，也可以用滋養(yǎng)層進(jìn)行性別鑒

定，D正確。

6.