高中生物浙科版现代生物科技专题第三章胚胎工程 第3章第1节

第一节从受精卵谈起课标解读重点难点1.说出受精、卵裂、囊胚、原肠胚、三胚层等概念。2.简述动物胚胎发育的基本过程。1.动物胚胎发育的过程。(重点)2.胚胎干细胞。(重难点)受精作用1.概念：成熟的精卵融合成为受精卵的过程。2．场所：输卵管。3．过程：精卵识别→精子附着于卵膜→精卵质膜融合。4．结果：形成受精卵。1．马的精子与牛的卵细胞可以正常结合吗？【提示】不可以。因二者不能相互识别。胚胎发育的过程1.动物个体发育的起点：受精卵。2．受精卵进行的细胞分裂方式：有丝分裂。3．过程：(如图示)(1)受精卵(2)卵裂球：①组成：2～8个全能细胞②特点：随着卵裂球数目的增加，细胞逐渐变小(3)囊胚：①组成2．哺乳动物胚胎发育早期所需营养都来自受精卵吗？【提示】进入子宫前来自受精卵，进入子宫后，由母体通过胎盘来提供。1．卵裂球分裂的子细胞时期的每一个细胞均具有全能性。(√)2．内细胞团的细胞是一种已分化的细胞。(×)【提示】内细胞团的细胞未分化。3．内胚层的细胞将分化为食道的上皮组织。(√)4．原肠胚的中胚层逐渐分化为神经管。(×)【提示】应为部分外胚层。5．胚泡外表的一层扁平细胞将来发育成完整的胚胎。(×)【提示】应为胚泡内部的细胞团。受精作用及早期胚胎发育【问题导思】①同种生物的精子与卵细胞靠什么识别？②受精作用的实质和意义是什么？③胚胎发育的过程主要有哪几个时期？各时期有何特点？1．受精作用(1)概念成熟的精卵融合成为受精卵的过程。(2)场所输卵管。(3)过程精卵识别eq\f(物质基础,)eq\x(\a\al(精卵细胞表面有特异性相,互识别的蛋白))↓精子附着于卵膜eq\f(结构基础,)eq\x(精子有尾，能移动等)↓精卵质膜融合eq\f(实质,)eq\x(\a\al(卵核和精核相互融合，染,色体数目恢复到正常体细,胞染色体数))(4)受精的标志和受精完成的标志①受精的标志：第二极体的形成。②受精完成的标志：雌雄原核融合形成受精卵。1．受精时间：精子获能后，卵子达到减数第二次分裂的中期时。2．受精实质：精卵细胞核的融合。2．早期胚胎发育早期胚胎发育中营养物质的来源不同1．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。2．囊胚期细胞开始分化，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。(2023·杭州高二期末)研究表明，大多数动物如蛙的受精卵在卵裂期随着卵裂的进行，胚胎的体积并不增大，但胚胎细胞核的总质量与细胞质的总质量(核/质)比值却在发生变化。下列符合卵裂期核质质量比值变化趋势的示意图是()【思维导图】解答此题的思维流程如下：eq\x(卵裂期的特点)↓转化eq\x(曲线图表示变化趋势)eq\o(→,\s\up7(呈现))eq\x(上升趋势)【精讲精析】蛙的受精卵在卵裂时，随着有丝分裂的进行，细胞数量增加，所以细胞核的总质量不断增加，但是胚胎的体积并不增大，所以核质质量比值将不断上升。【答案】A以下关于桑椹胚的说法不正确的是()A．胚胎细胞达到32个左右，形似桑椹B．每一个细胞都具有发育成完整胚胎的潜能，即每个细胞都具有全能性C．良种母牛体内处于此时期的细胞都有可能克隆出基因型完全相同的小牛，性别一定为雌性D．是由受精卵经有丝分裂产生的【审题导析】解答此题的关键在于明确以下3点：(1)桑椹胚的特点。(2)胚胎发育过程中细胞的分裂方式。(3)克隆的原理。【精讲精析】由受精卵经有丝分裂、细胞分化发育成胚胎；当细胞数目达到32个时，这时的胚胎为桑椹胚，此时期的细胞尚未分化，因此都有发育成完整胚胎的潜能；良种母牛体内处于此时期的细胞能克隆出基因型相同的小牛，但性别可能为雌性也可能为雄性。【答案】C本课知识小结网络构建结论语句1．成熟的精卵融合成为受精卵的过程称为受精，受精大体包括精卵识别、精子附着于卵膜、精卵质膜融合等几个过程。2．动物的胚胎发育开始于受精卵的分裂。3．胚胎发育的过程依次是受精卵→卵裂球→囊胚→原肠胚→成熟胎儿4．原肠胚的内、中、外三个胚层分化成各器官原基，最终分化成成体的各种组织和器官。1．(2023·绍兴高二检测)精子和卵细胞结合、受精卵开始发育的地点分别是()A．输卵管和子宫 B．都是在子宫里C．生殖道和输卵管 D．都是在输卵管【解析】受精的部位在输卵管，受精完成后接着进行卵裂(即发育)。【答案】D2．中胚层、外胚层及内胚层细胞将来分别分化为哪部分结构()A．心脏、指甲、肠腺的上皮组织B．口腔上皮、呼吸肌、中耳上皮组织C．角膜上皮、血管、肺的上皮组织D．骨胳肌、牙釉质、肢体的肌肉【解析】心脏、肢体的肌肉、呼吸肌均由中胚层分化形成；指甲、牙釉质、口腔上皮由外胚层分化形成；肠腺上皮组织、肺的上皮组织、中耳的上皮组织由内胚层分化形成。【答案】A3．能够发育成胚膜和胚盘的结构是()A．内细胞团 B．滋养层C．外胚层 D．内胚层【解析】在人的胚胎发育过程中，胚膜和胚盘的结构是由滋养层的细胞形成的。【答案】B4．原始生殖细胞(精原细胞、卵原细胞)的产生依赖于()A．有丝分裂 B．无丝分裂C．减数分裂 D．以上三种都有【解析】精、卵原细胞的产生与精子、卵细胞的产生是不同的。精原细胞和卵原细胞的增殖方式为有丝分裂，它们进行减数分裂形成成熟的生殖细胞。【答案】A5．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、器官的分化C．受精卵→囊胚→原肠胚→幼体→组织、器官的分化D．受精卵→桑椹胚→囊胚→原肠胚→组织、器官的分化【解析】受精卵为高等动物个体发育的起点，经卵裂形成由32个细胞构成的桑椹胚而形成囊胚，囊胚进一步发育，增殖分化为不同的胚层即为原肠胚，逐渐分化为不同的组织器官。【答案】D6．(2023·温州联考)高等生物的生殖发育周期如下图所示，据图回答下列问题。(1)生物的个体发育是从________开始的，主要进行________分裂，发育成熟后，通过[]________产生配子。(2)图中[B]过程是________，哺乳动物的该过程是在________内进行的。(3)哺乳动物的[C]________过程和[D]________过程合称为________。(4)[A]、[B]两过程的重要意义是_____________________________________________________________________________________________。【解析】生物的个体发育的起点是受精卵，受精卵发育所进行的分裂方式为有丝分裂。有性生殖的个体发育成熟后通过减数分裂形成雌雄配子，即卵子和精子。精子和卵子的结合称为受精作用，受精的场所是输卵管。生物的个体发育包括胚胎发育和胚后发育两个阶段。减数分裂和受精作用保持了生物亲代和子代体细胞中染色体数目的恒定性，对生物的遗传和变异具有重要意义。【答案】(1)受精卵有丝A减数分裂(2)受精作用输卵管(3)胚胎发育胚后发育个体发育(4)保持生物亲代和子代体细胞中染色体数目的恒定性，对生物的遗传和变异具有重要意义一、选择题1．下列含有同源染色体的是()A．精子头部 B．精子C．卵细胞 D．受精卵【解析】精子和卵细胞都只含体细胞中染色体数目的一半，没有同源染色体；而受精卵中的染色体数目和体细胞中相同，有同源染色体。【答案】D2．有科学家在实验室里实现了“使人的卵细胞发育成囊胚”。以下推测不可能的是()A．如果囊胚真能发育成单倍体人，则该人不能生育B．如果囊胚真能发育成人，其性别为男性的概率是1/2C．如果使囊胚细胞的染色体数目加倍，得到的将是一个纯合的二倍体D．如果通过抑制中心体活动使染色体加倍，发育成的个体与由正常受精卵发育成的个体相比，患遗传病的概率大大增加【解析】题目中的囊胚是卵细胞发育成的，其中只含一条X染色体，那么由该胚胎发育成的人，也只含一条X染色体，不含Y染色体，所以不可能是男性。【答案】B3．(2023·宁波高二期末)如图表示高等动物的个体发育过程，下列说法中正确的是()A．图中①过程表示胚胎发育，②过程表示胚后发育B．受精卵卵裂处于囊胚形成的过程中，每个细胞的体积不断增大C．爬行类、鸟类、哺乳类动物的原肠胚是分化能力最强的时期D．囊胚期开始出现内、外胚层的分化【解析】胚胎发育是指由受精卵发育为幼体的过程，而胚后发育是指由幼体发育为性成熟个体的过程；卵裂是指由受精卵分裂到桑椹胚的过程，其中每个细胞的体积不断减小；原肠胚期开始出现内胚层和外胚层的分化，选项A、B、D错误。原肠胚是个体发育过程中分化能力最强的时期。【答案】C4．下列有关受精作用的叙述错误的是()A．合子中全部的遗传物质，一半来自父方，一半来自母方B．受精时，精子和卵细胞的染色体会合在一起C．合子中的染色体，一半来自父方，一半来自母方D．合子中的染色体数与本物种体细胞中的染色体数相同【解析】受精作用是精子和卵细胞结合成合子的过程，在此过程中精子只是头部进入卵细胞，尾部留在外面，精子的头部进入卵细胞内以后，精子的细胞核发生变化形成雄原核，与雌原核融合在一起，形成受精卵的细胞核，所以合子中的染色体一半来自父方(精子)，一半来自母方(卵细胞)，使合子中的染色体恢复到体细胞中的数目；因为遗传物质并不是全部存在于染色体上(即细胞核中)，在细胞质内的线粒体中也有少量的遗传物质，而合子中的细胞质几乎全部来自卵细胞，所以合子中的全部遗传物质就不是一半来自父方，一半来自母方，而是母方比父方多提供细胞质中的遗传物质。【答案】A5．关于桑椹胚和囊胚的比较，以下说法不正确的是()A．桑椹胚的各细胞结构功能基本相同B．囊胚期细胞出现了分化，但遗传物质未发生改变C．囊胚期细胞分化是由于遗传物质突变引起的D．囊胚期内细胞团和滋养层细胞差异不是复制水平上的差异引起的，而是转录水平上的差异引起的【解析】考查细胞分化的概念及特点。细胞分化并非遗传物质的改变，而是基因的选择性表达的结果，即转录水平上的调控。【答案】C6.如图所示为蛙的受精卵发育至囊胚过程中的某一变化，若横坐标表示时间，则纵坐标可表示()A．有机物总量B．每个细胞的DNA含量C．所有细胞体积之和D．所有细胞表面积总和与体积总和的比值【解析】蛙受精卵发育至囊胚过程中，细胞不断分裂，DNA含量增加，但每个细胞的DNA含量不变，每个细胞的体积变小，总体积几乎不变，所有细胞的表面积总和与体积总和的比值增大，有机物总量由于呼吸消耗而减小。【答案】D7．同种动物的精子与卵细胞之所以能进行受精作用，是因为它们()A．有相同的基因型B．染色体数相同C．细胞表面有能相互识别的特异性蛋白D．细胞的形态、结构相同【解析】成熟的精子与卵细胞融合成为受精卵的过程，只能发生在同种生物中，即只有同种动物的精子与卵细胞才能完成受精作用，这是因为精子和卵细胞的细胞表面有能相互识别的特异性蛋白。【答案】C8．(2023·金华高二检测)下列关于精子和卵细胞结合成受精卵的过程的叙述中，不正确的是()A．受精作用大体包括精卵识别、精子附着、精卵质膜融合等几个阶段B．受精卵中的细胞质主要来自于卵细胞C．受精卵中的遗传物质一半来自父方，一半来自母方D．只有同种动物的精卵细胞才可以互相融合，这主要取决于细胞表面的糖蛋白【解析】受精卵细胞核中的遗传物质一半来自父方，一半来自母方，细胞质中的遗传物质几乎全部来自母方。【答案】C9．奶牛场通过性别控制获得更多的雌性牛犊，以增加牛奶产量。可以采取的方法是()A．通过分离出X精子与卵子结合受精B．通过分离出X精子和Y精子并与卵子结合受精C．通过分离出Y精子与卵子结合受精D．通过分离出含X、Y染色体的精子与卵子结合受精【解析】奶牛属于XY型性别决定的生物，由于精子有X和Y两种类型，而卵子只有X一种类型，所以决定牛犊性别的关键是哪种类型的精子与卵子结合。要想获得雌性牛犊，通过分离出X精子与卵子结合即可。【答案】A10．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。但如果在原肠胚的末期，把未来将发育成为蝾螈下肢的部分移植到另一个蝾螈胚胎不长下肢的部分，将发育为一条额外的腿，这说明()A．原肠胚末期已经出现了组织和器官B．细胞是全能的C．原肠胚末期出现了细胞分化D．原肠胚出现了三个胚层【解析】从某种程度上说，细胞应是全能的，但遗传信息的表达是有条件的。原肠胚的早期就出现了三个胚层，但细胞并末分化。原肠胚末期组织和器官并未形成，但是出现了细胞的分化，这样，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。【答案】C二、非选择题11．(2023·舟山高二检测)下图为某科研小组所进行的实验：先将小鼠的棕褐毛色基因导入黑色纯种小鼠的胚胎干细胞(ES细胞)中，再将改造后的胚胎干细胞移植回囊胚继续发育成小鼠的过程。请据图分析回答：(1)收集的胚胎干细胞来源于囊胚的_________________________________部位的细胞，原因是这些细胞___________________________________________________________________________________________________。(2)第三、四步之间必需进行的操作是：____________________________________________________________________________________________。(3)第五步胚胎移植后要对受体雌鼠进行_______________________检查。(4)如果胚胎移植成功最终发育成小鼠，请推测该小鼠体内所含毛色基因有______________________________________________________________。【解析】胚胎干细胞来源于囊胚时期的内细胞团，它具有发育成体内各种组织、器官的全能性。基因工程中要把握好基因操作的基本步骤，即目的基因的导入，筛选出带有目的基因的胚胎，并移植到受孕母体内。【答案】(1)内细胞团将来发育成胎儿的各种组织(或全能性高)(2)筛选(转移成功导入基因表达载体的胚胎干细胞)(3)是否妊娠(4)棕褐色毛色基因和黑色毛色基因12．右图表示海星胚胎发育过程中的两个阶段。请据图回答下列问题：(1)甲图为海星胚胎发育过程中的________期，乙图为海星胚胎发育过程中的________期。(2)随着胚胎发育的进行，甲图中1处的细胞最可能成为乙图中[]________胚层的一部分，甲图中2处的细胞最可能成为乙图中[]________胚层的一部分。