2018-2019学年高中生物 专题3 胚胎工程 3.1 体内受精和早期胚胎发育教学案（含解析）新人教版选修3.doc

体内受精和早期胚胎发育1精子发生的过程：精子2卵子发生的过程：3防止多精入卵有两道屏障，一是透明带反应，二是卵细胞膜反应。4判断卵子是否受精的标志是在卵细胞膜与透明带的间隙能观察到两个极体，受精作用完成的标志是雌雄原核融合形成合子。5早期胚胎发育的过程：受精卵卵裂期桑椹胚囊胚原肠胚。一、胚胎工程的概念1操作对象：动物的早期胚胎或配子。2技术手段：体外受精、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干细胞培养等。3实质：在体外条件下，对动物自然受精和早期胚胎发育条件进行的模拟操作。二、精子和卵子的发生1精子的发生(1)场所：哺乳动物精子发生的场所是睾丸。(2)时间：从初情期开始，直到生殖机能衰退。(3)过程：填图 (4)变形过程中细胞发生的变化：连线2卵子的发生(1)场所：雌性动物的卵巢内。(2)时期：在动物胚胎性别分化以后。(3)过程：填图三、受精1概念：精子和卵子结合形成合子(受精卵)的过程。2场所：雌性动物的输卵管内。3过程：填图四、早期胚胎发育1过程2各阶段的特点(1)卵裂期：细胞分裂方式为有丝分裂，细胞的数量不断增加，但胚胎的总体积并不增加或略有缩小。(2)桑椹胚：细胞数目达到32个左右，每个细胞都是全能细胞。(3)囊胚：细胞开始出现分化，内细胞团将来发育成胎儿的各种组织，滋养层细胞将来发育成胎膜和胎盘，随着胚胎的进一步发育，出现囊胚腔。(4)原肠胚：内细胞团表层的细胞形成外胚层，下方的细胞形成内胚层，出现原肠腔。1雄性动物能产生精子的阶段是()A初生到成年B初情期开始到个体衰老C从初情期开始，直到生殖机能衰退D从胚胎开始直到生殖器官的成熟解析：选C雄性动物从初情期开始，直到生殖机能衰退，在睾丸的曲细精管内不断进行着生殖细胞的增殖，源源不断地产生精子。2次级卵母细胞的分裂完成于()A排卵前，在卵巢内B受精前，在输卵管内C排卵后，在腹腔内 D受精时，在输卵管内解析：选D减数第二次分裂是在精子和卵子的结合过程中完成的，次级卵母细胞经分裂产生一个成熟的卵子和第二极体。当卵细胞膜和透明带的间隙可以观察到两个极体时，说明卵子已经受精。减数第二次分裂和受精作用均发生在输卵管。3关于精子细胞变形为精子的叙述，错误的是()A细胞核变为精子头的主要部分B高尔基体发育为头部的顶体C中心体演变为精子的尾D线粒体退化消失解析：选D精子细胞变形形成精子时，细胞核变为精子头的主要部分，高尔基体发育为头部的顶体，中心体演变为精子的尾，线粒体聚集在尾的基部形成线粒体鞘。4防止多精入卵的两道屏障是()顶体反应透明带反应卵细胞膜反应精子穿越放射冠ABCD解析：选B透明带反应和卵细胞膜反应是防止多精入卵的两道屏障。5在牛的胚胎发育过程中，将来能发育成胎儿各种组织的是()A透明带 B囊胚的内细胞团C囊胚的滋养层 D原肠胚的内胚层解析：选B在胚胎发育过程中，内细胞团将来发育成胎儿的各种组织，滋养层细胞将来发育成胎膜和胎盘。1精子发生的过程2卵子发生的过程3精子和卵子发生的比较题组冲关1下列有关哺乳动物精子和卵子发生的叙述，错误的是()A精细胞经变形后，高尔基体发育形成精子的顶体B不同种动物的精子形态相似，但大小不同，体型越大的动物精子越大C卵母细胞发育至减数第二次分裂中期时，才具备受精能力D哺乳动物卵泡的形成和在卵巢内的储备，是在出生前完成的，这是精子和卵子在发生上的重要区别解析：选B不同种动物的精子形态相似，大小略有不同，但与动物的体型大小无关。2下列有关哺乳动物卵子形成的说法，正确的是()A卵原细胞通过减数分裂形成初级卵母细胞B初级卵母细胞的形成是在性成熟以后进行的C初级卵母细胞经减数分裂形成成熟卵子的过程都是在卵巢内完成的D排卵是指卵子从卵泡中排出的过程解析：选D卵原细胞经过有丝分裂形成初级卵母细胞；动物的胚胎在性别分化以后，雌性胎儿卵巢内的卵原细胞，就通过有丝分裂的方式不断增加其数量，进一步演变为初级卵母细胞；初级卵母细胞的减数第一次分裂发生在卵巢内，次级卵母细胞的减数第二次分裂发生在输卵管中；排卵是指卵子从卵泡中排出，不是指卵泡从卵巢中排出。1准备阶段(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：卵子要在输卵管内进一步成熟，到减数第二次分裂中期时，才具备与精子受精的能力。2受精过程3受精过程中的“三大反应”与防止多精入卵受精的“两道屏障”(1)顶体反应：精子膜和顶体外膜发生一系列改变并释放顶体酶的过程；顶体反应的主要作用是形成精子穿越放射冠的通道，是精子和卵子结合必不可少的条件。(2)透明带反应：精子触及卵细胞膜的瞬间，会产生阻止后来的精子进入透明带的生理反应，称做透明带反应，它是防止多精入卵受精的第一道屏障。(3)卵细胞膜反应：精子入卵后，卵细胞膜会立即发生一种生理反应，拒绝其他精子再进入卵内，称为卵细胞膜反应，这是防止多精入卵受精的第二道屏障。题组冲关3精卵识别后，顶体膜与精子细胞膜融合，释放溶酶体酶使卵子外层形成孔洞，以利于精卵融合形成受精卵。下列叙述正确的是()A顶体内储存的溶酶体酶是在精子的溶酶体中合成的B精子游向卵子所需的能量来自线粒体和细胞质基质C顶体膜和精子细胞膜融合体现生物膜的选择透过性D受精卵中的遗传物质一半来自父方另一半来自母方解析：选B溶酶体酶是在精子的核糖体上合成的；精子所需的能量由细胞呼吸提供，细胞呼吸的场所在线粒体和细胞质基质；顶体膜与精子细胞膜融合体现的是生物膜的流动性；受精卵细胞核中的遗传物质一半来自父方，另一半来自母方，细胞质中的遗传物质来自母方。4根据哺乳动物受精过程示意图，回答下面的问题：(1)图中字母表示的结构名称是：a._、b._、c._。(2)图中数字表示的过程是：_、_、_、_。(3)在精卵相遇之前，精子在雌性动物生殖道发生相应的生理变化，具有了受精能力，这个过程叫做_。卵子一般在排出后都要在_中进一步成熟，当达到_时，才具备与精子受精的能力。(4)动物胚胎是由合子经有丝分裂形成的，合子只由一个精子和卵子结合的生理基础是_。解析：(1)据图可知a是放射冠，b 是雄原核，c是雌原核。(2)据图可判断是精子穿越放射冠，是精子穿过透明带，是精子进入卵细胞膜，是雌、雄原核融合。(3)精卵相遇之前，精子在雌性动物生殖道内发生相应的生理变化，具备了受精能力，这个过程叫做精子获能。卵子在排出后一般都要在输卵管中进一步成熟，达到减数第二次分裂中期时，才具备与精子受精的能力。(4)受精时的透明带反应和卵细胞膜反应是防止多精入卵受精的两道屏障。答案：(1)放射冠雄原核雌原核(2)精子穿越放射冠精子穿过透明带精子进入卵细胞膜雌、雄原核融合(3)精子获能输卵管减数第二次分裂中期(4)透明带反应和卵细胞膜反应这两道屏障方法规律判断“顶体反应”“透明带反应”“卵细胞膜反应”的方法(1)从发生时间看：顶体反应发生在精子与卵子相遇时；透明带反应发生在精子触及卵细胞膜的瞬间；卵细胞膜反应发生在精子入卵后。(2)从生理作用看：顶体反应是顶体内释放的酶直接溶解卵丘细胞间的物质使精子穿越放射冠；透明带反应可防止多个精子穿越透明带，是防止多精入卵的第一道屏障；卵细胞膜反应是防止多精入卵的第二道屏障。1早期胚胎发育的过程(1)胚胎发育的起点是受精卵，受精卵形成后即在输卵管内进行有丝分裂，此时胚胎开始发育，即胚胎发育的最初场所是输卵管，以后逐步向子宫移动，最后在子宫内着床，直至发育成为成熟的胎儿。(2)桑椹胚阶段细胞均未分化，细胞具有全能性，是胚胎分割的最佳时期。(3)囊胚阶段开始出现细胞分化，但内细胞团细胞仍具有全能性，可用于胚胎分割。(4)原肠胚阶段是个体发育过程中分化能力最高的阶段，细胞已分化形成外、中、内三个胚层，但应注意细胞分化贯穿于生物整个个体发育过程中。(5)早期胚胎发育的营养物质来自卵黄，后期通过胎盘从母体吸收营养物质。2卵裂期细胞或物质的变化规律项目变化项目变化细胞数目增多每个细胞内的DNA总量不变每个细胞体积减小有机物总量减少DNA总量增多物质种类增多题组冲关5(江苏高考)下列关于蛙胚胎发育过程的叙述，正确的是()A通过细胞分裂不断增加细胞数量，并在一定时期发生细胞分化B胚胎发育过程中细胞不断分裂，但不发生凋亡C随着细胞分裂次数的增加，蛙胚的有机物总量不断增加D发育过程中蛙胚从环境中获得的氧气和营养物质逐渐增加解析：选A胚胎发育过程中通过细胞分裂不断增加其数量，囊胚期开始发生细胞分化；细胞凋亡是细胞正常的生命活动，胚胎发育过程中也会发生细胞凋亡；发育过程中，随着分裂次数的增加，蛙胚从环境中获得氧气，但营养物质来自蛙胚，总量逐渐减少，种类逐渐增加。6下图表示的是蛙的受精卵发育至囊胚的过程中，DNA总量、每个细胞体积、所有细胞体积之和、有机物总量的变化趋势(横坐标表示发育时间)。其中正确的是()ABC D解析：选A受精卵发育至囊胚的过程主要是通过卵裂实现的，卵裂是受精卵进行连续的有丝分裂，每一次分裂都发生染色体的复制，从分子水平上看，它包括DNA的复制和有关蛋白质的合成，所以随着细胞数目的增加，DNA分子总量也呈指数形式增长；在卵裂过程中，随细胞数目的增加，每个细胞的体积在逐渐变小，囊胚的总体积与受精卵的大小相似，且囊胚中还出现了囊胚腔，因此所有细胞体积之和应该略有减小；蛙的胚胎发育所需的营养物质来自受精卵中的卵黄，在卵裂过程中，细胞不断分裂需要消耗大量能量，能量是通过细胞氧化分解有机物提供的，在此过程中，胚胎不能从外界摄入有机物，故有机物含量逐渐减少。随堂基础巩固 1下列有关哺乳动物精子、卵子的发生及受精作用的叙述，正确的是()A顶体反应是防止多精入卵的第一道屏障B卵子形成的过程需在卵巢和输卵管内完成C采集到的精子和卵子相遇即可发生受精作用D卵子发生时，M和M过程是不连续的，但细胞质均等分配解析：选B透明带反应是防止多精入卵的第一道屏障；卵子形成的过程需在卵巢和输卵管内完成；采集到的精子获能后与成熟的卵子相遇即可发生受精作用；卵子发生时，M和M过程是不连续的，细胞质不均等分配。2下列有关精子细胞变形形成精子的说法，正确的是()A线粒体聚集形成顶体，以便供应能量B中心体浓缩成原生质滴C高尔基体与细胞核变成精子的头D高尔基体演变成尾解析：选C精子细胞的细胞核变成精子头的主要部分；高尔基体发育为精子头部的顶体；中心体演变为精子的尾；线粒体聚集在尾的基部形成线粒体鞘；细胞内的其他物质浓缩为原生质滴。3受精完成的标志是()A在卵细胞膜和透明带间出现两个极体B精卵相遇，发生顶体反应C精子接触透明带D雌、雄原核融合解析：选D受精的标志是在透明带和卵细胞膜之间出现两个极体；受精完成的标志为雌、雄原核的融合。4下列能正确表示高等动物早期胚胎发育顺序的是()A受精卵卵裂期原肠胚囊胚组织器官的分化B受精卵卵裂期原肠胚组织器官的分化C受精卵卵裂期桑椹胚原肠胚幼体D受精卵卵裂期桑椹胚囊胚原肠胚组织器官的分化解析：选D高等动物早期胚胎发育依次经过受精卵卵裂期桑椹胚囊胚原肠胚组织器官的分化。5下列关于受精过程的叙述，错误的是()A获能后的精子与卵子相遇后，释放顶体酶穿过透明带进入放射冠B透明带反应是防止多精入卵的第一道屏障C精子与卵细胞膜相互融合，精子入卵D雄原核形成的同时，卵子完成减数第二次分裂解析：选A大量获能的精子接触到卵子周围的放射冠时释放顶体酶，顶体酶可直接溶解卵丘细胞之间的物质，形成精子穿越放射冠的通路，穿过放射冠的精子立即与透明带接触；透明带反应是防止多精入卵的第一道屏障；精子与卵细胞膜相互融合，精子的头部即进入卵细胞中；雄原核形成的同时，卵子完成减数第二次分裂。6受精过程的顺序为()第一次卵裂开始释放第二极体顶体反应穿越透明带雌、雄原核的形成核膜消失，雌雄原核融合ABC D解析：选D受精过程中，获能的精子与卵子相遇时即发生顶体反应；当精子穿越透明带触及卵细胞膜时，透明带立即封闭以阻止其他精子进入透明带，进而激活次级卵母细胞完成减数第二次分裂，释放第二极体；雌、雄原核形成后，核膜消失，雌、雄原核融合在一起，形成合子，开始第一次卵裂。7.如图是成熟精子的结构示意图，请回答下列关于哺乳动物精子和卵子发生、受精、胚胎发育的问题：(1)1个精原细胞经过减数分裂形成_个精子细胞，精子细胞形成精子需要通过_，1个卵原细胞通过减数分裂形成_个卵细胞。(2)图中(填数字)顶体是由_发育而来的，在受精过程中发生_反应，释放_，溶解卵丘细胞之间的物质和透明带。(3)胚胎发育要经历受精卵卵裂_原肠胚等时期。囊胚期的_将来可发育成胎儿的各种组织，_可发育成胎膜和胎盘。解析：(1)1个精原细胞经过减数分裂形成4个精子细胞，精子细胞变形形成精子；1个卵原细胞经过减数分裂形成1个卵细胞和3个极体。(2)由图可知：1表示顶体，由高尔基体发育而来；2表示精子头，含有细胞核；3表示线粒体鞘，由线粒体形成；4表示精子的尾，由中心体形成。精子在受精过程中发生顶体反应，释放顶体酶，溶解卵丘细胞之间的物质和透明带。答案：(1)4变形1(2)1高尔基体顶体顶体酶(3)桑椹胚囊胚内细胞团滋养层课时跟踪检测一、选择题1分析下面图解，判断下列哪项不是精子、卵细胞发生的区别()A初级精母细胞、初级卵母细胞的形成时间BM和M的时间连续性C成熟生殖细胞是否经过变形D成熟生殖细胞中染色体的数目解析：选D初级精母细胞是雄性动物初情期开始后由精原细胞分裂形成的，初级卵母细胞是在胎儿期性别分化后形成的。精子的产生过程中，M和M是连续的；卵细胞的产生过程是通过M形成次级卵母细胞，在精子与卵细胞结合的过程中完成M。精子细胞形成后变形为精子，卵细胞不需要变形。成熟的精子和卵细胞经过减数分裂形成，都含有相当于亲本体细胞一半的染色体数目。2下列哪些过程发生在受精过程中()精子发生顶体反应，释放顶体酶顶体酶可使精子穿过放射冠、透明带、细胞膜卵子恢复并很快完成减数第一次分裂精子和卵子的细胞核分别形成雄原核和雌原核透明带反应可以防止多精入卵的发生ABC D解析：选B顶体酶可使精子穿越放射冠和透明带，但不能使精子穿过细胞膜；卵子形成过程中减数第一次分裂是在排卵前后完成的，减数第二次分裂是在精子和卵子结合的过程中完成的。3下列关于哺乳动物体内受精的叙述，正确的是()A在精子形成过程中，只有细胞核和线粒体保留下来B受精一般是在输卵管内完成的，而胚胎的发育一直是在母体子宫内进行的C精子和卵子受精时，两者均已完成了减数分裂D精子接触卵细胞膜时，会发生透明带反应解析：选D在精子形成的过程中，细胞核变成精子头的主要部分，高尔基体发育为头的顶体，中心体演变成精子的尾，线粒体聚集在尾的基部形成线粒体鞘，细胞内的其他物质浓缩成原生质滴。体内受精是在输卵管里进行的，早期胚胎有一段时间的发育是在输卵管内进行的，但主要是在母体子宫里进行发育的。在精子和卵子受精精子入卵后，被激活的卵子才完成减数第二次分裂。4中科院动物所和福州大熊猫研究中心合作，通过将大熊猫的细胞核植入去核后的兔子卵细胞中，在世界上最早克隆出一批大熊猫早期胚胎，这表明我国的大熊猫人工繁殖研究再次走在世界前列。下列有关克隆大熊猫胚胎的叙述，错误的是()A在形成早期胚胎的过程中，依次经历了卵裂、桑椹胚、囊胚、原肠胚等几个阶段B兔子卵细胞质的作用是激发大熊猫细胞核的全能性C克隆出的早期胚胎中，各细胞间具有相同的遗传信息D在形成早期胚胎的过程中，尚未出现细胞的分化解析：选D在胚胎发育过程中，囊胚期时就出现了细胞分化。5胚胎发育的早期有一段时间是在透明带内进行的，这一时期称为卵裂期。其特点是()A细胞进行有丝分裂，所有细胞均具有全能性B每个细胞体积有所减小，胚胎的总体积增加C胚胎有机物总量增加，细胞DNA总量不断减少D所有细胞的相对表面积减小，核物质(质量)与质物质比值增大解析：选A卵裂期的细胞分化程度很低，具有发育成完整个体的能力，所以具有很高的全能性。卵裂期主要发生细胞的有丝分裂，每个细胞的体积减小，而此时整个胚胎的总体积变化不大。胚胎发育初期，所需营养物质来自卵细胞中储存的有机物，由于分裂、代谢等活动都消耗有机物，故有机物的总量减少；细胞分裂中DNA复制后平均分配，所以所有细胞的DNA总量增加。细胞体积越小，细胞相对表面积越大。6在动物的胚胎发育过程中，早期原肠胚细胞从一个部位移植到另一个部位时，被移植的细胞能适应新的部位并参与那里器官的形成。但如果在原肠胚末期，把未来发育成蝾螈下肢的部分移植到另一蝾螈胚胎不长下肢的部位，则该部位将发育出一条额外的腿，这说明()A原肠胚末期已经出现了组织和器官B细胞具有全能性C原肠胚末期出现了细胞分化D原肠胚已出现了三个胚层解析：选C原肠胚末期组织和器官并未形成，但是出现了细胞的分化，在移植这种细胞后，它们将继续分化发育成特定的组织和器官。7下图为受精作用及早期胚胎发育示意图，相关叙述错误的是()幼体精子卵细胞A过程需细胞表面糖蛋白相互识别B过程以减数分裂方式增殖C过程细胞的核/质比值逐渐增大D过程细胞的基因组成相同解析：选B是受精作用，需要细胞膜表面糖蛋白的识别作用。是受精卵的早期卵裂，通过有丝分裂方式增殖。和相比，过程的细胞体积较小，细胞的核/质比值较高。中的细胞均来自同一个受精卵的有丝分裂，正常情况下三种细胞的基因组成相同。8哺乳动物卵原细胞减数分裂形成成熟卵子的过程，只有在促性腺激素和精子的诱导下才能完成。下面为某哺乳动物卵子及早期胚胎的形成过程示意图(N表示染色体组)。据图分析，下列叙述错误的是()A次级卵母细胞形成的过程需要激素调节B细胞只有在精子的作用下才能形成成熟卵子C、和细胞分裂后期染色体数目相同D培育转基因动物应选择细胞作为受体细胞解析：选C由图示可知，次级卵母细胞的形成需要促性腺激素的调节。精子入卵后可激活卵子完成减数第二次分裂，形成成熟卵子。培育转基因动物应选择(受精卵)作为受体细胞。、细胞分别进行减、减分裂，故分裂后期染色体数均为2N，细胞进行有丝分裂，分裂后期细胞中染色体数为4N。9下列关于高等哺乳动物受精与胚胎发育的叙述，正确的是()A绝大多数精卵细胞的识别具有物种特异性B卵裂球细胞的体积随分裂次数增加而不断增大C囊胚的滋养层细胞具有发育全能性D原肠胚阶段开始孵化解析：选A精卵细胞的识别具有物种特异性，卵细胞受精时，一般只能接受同种生物的精子；受精卵开始的几次卵裂，由于没有接受外来营养物质，所以细胞数目虽然在增加，但卵裂球细胞总体积并没有增大，甚至略有减小；囊胚由滋养层和内细胞团组成，滋养层细胞没有发育全能性，将来发育成胚胎的附属结构，内细胞团细胞才具有发育全能性；孵化发生在原肠胚之前。10下图是牛囊胚示意图，有关叙述错误的是()A透明带是初级卵母细胞在生长过程中形成的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内细胞团可发育成胎儿的各种组织解析：选C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，细胞分裂需要消耗能量，有机物减少。二、非选择题11观察家畜卵子发生和成熟的示意图，思考并回答下面的问题：(1)图中、表示的细胞名称依次是_。假设该动物体细胞内有染色体2N条，则、细胞内的染色体数目依次是_。(2)图中a、b、c表示的细胞分裂为_，在精子与卵子结合过程中完成的分裂是_(填“a”“b”或“c”)。图中的p、q表示的结构依次是_。(3)X、Y表示的时期依次是_。精子的发生与之不同的是整个过程都在_后完成。(4)卵子的发生与成熟过程进行到图中时，说明卵子已经_，该细胞就可以叫做_。解析：(1)是卵原细胞，是初级卵母细胞，是次级卵母细胞。X表示胎儿期，Y表示初情期后。卵原细胞经有丝分裂并进一步演变形成初级卵母细胞，在此过程中染色体数目不变，初级卵母细胞经减数第一次分裂形成次级卵母细胞，该过程中染色体数目减半。(2)a过程表示卵原细胞的有丝分裂，实现了自身细胞的增殖；b过程为减数第一次分裂，该过程得到的子细胞为次级卵母细胞和第一极体；c过程为减数第二次分裂。(3)卵原细胞的自身增殖发生在胎儿期，初级卵母细胞的减数第一次分裂是在雌性动物排卵前后完成的，减数第二次分裂是在精子和卵子结合的过程中完成的。(4)当在卵细胞膜和透明带的间隙出现两个极体时，说明卵子已经受精，这是判断卵子是否受精的重要标志。答案：(1)卵原细胞、初级卵母细胞、次级卵母细胞2N、2N、N(2)有丝分