资源简介

细胞工程：
第3节　胚胎工程 第1课时 胚胎工程的理论基础
学有目标——新课程标准必明 记在平时——核心语句必背
1.说明胚胎的形成经过了受精及早期发育等过程。 2．简述受精和早期胚胎发育的基本过程。 1.受精的过程：精子穿越透明带→进入卵细胞膜→雌、雄原核形成→雌、雄原核融合。 2．防止多精入卵的两道屏障：透明带反应和卵细胞膜反应。 3．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。 4．胚胎早期发育的过程：受精卵→卵裂期→桑葚胚→囊胚→原肠胚。
一、理清主干知识
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．技术手段：体外受精、胚胎移植和胚胎分割等。
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、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：哺乳动物的受精在输卵管内完成。
3．过程
三、胚胎早期发育
二、诊断自学效果
1．判断下列叙述的正误
(1)成熟的精子并不具有受精能力，必须获能后才具备受精能力(√)
(2)卵裂期胚胎的总体积随分裂次数增加而不断增大(×)
(3)在胚胎发育过程中，细胞的分化出现在桑葚胚期(×)
(4)内细胞团将来发育成胎膜和胎盘(×)
2．内细胞团出现的时期是(　　)
A．原肠胚期　B．卵裂期　C．桑葚胚期　D．囊胚期
解析：选D　囊胚期细胞分化形成内细胞团和滋养层。
3．(2020·富平县期末)下列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．受精卵→卵裂→桑葚胚→囊胚→原肠胚→幼体
C．受精卵→囊胚→原肠胚→桑葚胚→幼体
D．受精卵→桑葚胚→卵裂→原肠胚→组织器官的分化
解析：选B　高等动物胚胎发育为受精卵首先通过卵裂形成桑葚胚，桑葚胚细胞再增殖分化形成具有囊胚腔的囊胚，囊胚继续分化形成具有三个胚层的原肠胚，然后出现组织器官的分化，最后形成幼体。
[在探究中学明]
受精是精子与卵子结合形成合子(即受精卵)的过程。它包括受精前的准备阶段和受精阶段。阅读教材，观察图示并回答相关问题。
1．刚采集到的精子是否能与卵子立即结合完成受精作用？为什么？
提示：不能。刚采集到的精子还没有受精能力，必须先对精子进行获能处理，才能进一步受精。
2．刚排出的卵子具有受精能力吗？为什么？
提示：不具有。卵子在受精前也要经历类似精子获能的过程，要在输卵管内进一步成熟，到MⅡ期才具备与精子受精的能力。
3．防止多精入卵受精的生理反应有哪些？有什么意义？
提示：(1)两道屏障，一是透明带反应，二是卵细胞膜反应。(2)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。
[在深化中提能]
1．受精阶段——四步曲
2．受精过程中的“两大反应”、“两道屏障”
3．关于体内受精应注意的几个问题
(1)精子获能是指精子获得受精能力，而不是获得能量；排卵是指卵子从卵泡中排出，而不是卵泡从卵巢中排出。
(2)动物排出的卵子成熟程度不同，有的可能是次级卵母细胞，如猪、羊等；有的可能是初级卵母细胞，如马、犬等。但它们都要在输卵管内进一步成熟，到MⅡ期时，才具备与精子受精的能力。
(3)受精的标志≠受精完成的标志：判断受精的标志是在透明带和卵细胞膜之间观察到两个极体；而受精完成的标志是雌、雄原核的融合。
(4)受精卵遗传物质的来源：核遗传物质来自精子的细胞核与卵细胞的细胞核(即精卵各提供1/2)，而细胞质的遗传物质几乎全部来自卵细胞。
　(2020·邢台期末)下列有关受精过程的说法，正确的是(　　)
A．精子的细胞膜和卵细胞膜相互融合依赖于生物膜的流动性
B．精子在雌性动物的子宫中获能后才能参与受精
C．精子在接触卵细胞膜的瞬间发生卵细胞膜反应
D．精子入卵后，保留原有的核膜，细胞核体积增大称为雄原核
[解析]　精子的细胞膜和卵细胞膜相互融合依赖于生物膜的流动性，A正确；精子在雌性动物的生殖道中获能后才能参与受精，B错误；精子在接触卵细胞膜的瞬间发生透明带反应，C错误；精子入卵后，原有核膜破裂并形成一个新的核膜，细胞核体积增大称为雄原核，D错误。
[答案]　A
两看法区别透明带反应、卵细胞膜反应
(1)从发生时间看：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：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。
　　　
[在应用中落实]
1．下列关于高等哺乳动物受精过程的叙述，正确的是(　　)
A．获能的精子穿越透明带的同时释放多种酶水解卵细胞膜
B．体内受精发生的场所是输卵管
C．精子的核和卵细胞的核融合后立即发生卵细胞膜反应
D．精子入卵后立即与卵细胞核发生融合并马上开始有丝分裂
解析：选B　获能的精子首先释放多种酶帮助精子穿越透明带，但不能水解卵细胞膜，A错误；体内受精发生的场所是输卵管，B正确；卵细胞膜反应发生在精子的核和卵细胞的核融合前，C错误；精子入卵后先形成雄原核，然后才能与雌原核融合，D错误。
2．根据哺乳动物受精过程示意图，回答下列问题：
(1)图中字母表示的结构名称是a.________，b.________。
(2)图中数字表示的过程是①______________________，②____________，③_____________。
(3)在精卵相遇之前，精子在雌性动物生殖道内发生相应的生理变化，具有了受精能力，这个过程叫________。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是雄原核，b是雌原核。(2)据图可判断①是精子穿过透明带，②是精子进入卵细胞膜，③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MⅡ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)雄原核　雌原核　(2)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
MⅡ期　(4)透明带反应和卵细胞膜反应
[在探究中学明]
1．合子形成后即在输卵管内进行有丝分裂，开始发育，如图为哺乳动物发育过程的几个阶段，结合图示回答相关问题：
(1)A、B、C分别处于什么阶段？
提示：桑葚胚、囊胚、原肠胚。
(2)图中的②和③两个空腔是同一个结构吗？
提示：不是，②和③分别是囊胚腔和原肠腔。
(3)细胞分化开始出现于哪个时期？①部分的细胞将来形成什么结构？
提示：细胞分化开始出现于B(囊胚)时期；①部分的细胞将来形成胎膜和胎盘。
(4)早期胚胎的发育过程中，卵裂时细胞的体积和所有的细胞体积之和有何变化？
提示：卵裂过程中，细胞只分裂而不生长，所以每个细胞的体积越来越小，但总体积并不增加或略有缩小。
2．分析教材第59页[思考·讨论]，回答下列问题。
(1)表中哪种动物的胚胎在进入子宫时发育程度最高？
提示：比较而言，马的胚胎进入子宫时发育程度最高，其次为小鼠。
(2)将体外培养的马胚胎移植到母马子宫时，应选择什么阶段的胚胎？如果换成牛又该怎样处理？
提示：马应选择囊胚阶段的胚胎。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。
[在深化中提能]
1．个体发育的过程和顺序
2．卵裂期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 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 减少 增多 减少
　(2020·泰安一中月考)如图为哺乳动物早期胚胎发育的过程，下列有关叙述错误的是(　　)
A．Ⅰ时期为原肠胚，该时期的细胞具有发育的全能性
B．过程a和b比卵裂期胚胎中有机物的含量减少
C．胚胎移植选择处于Ⅰ或Ⅱ时期的胚胎最易成功
D．细胞分化从Ⅱ时期开始贯穿于动物的整个生命历程
[解析]　Ⅰ时期为桑葚胚，该时期的细胞具有发育的全能性，A错误；过程a表示卵裂形成桑葚胚，过程b表示由桑葚胚形成囊胚，这两个过程细胞均需要消耗有机物释放能量，故胚胎中有机物的含量均减少，B正确；胚胎移植选择处于Ⅰ(桑葚胚)或Ⅱ(囊胚)时期的胚胎最易成功，C正确；细胞分化从Ⅱ(囊胚)时期开始贯穿于动物的整个生命历程，D正确。
[答案]　A
个体发育和胚胎发育的六个结论
(1)个体发育的起点是受精卵，终点是性成熟的个体。
(2)受精卵是新生命的第一个细胞，其全能性最高。细胞全能性随发育的进行而降低。
(3)桑葚胚阶段以前的细胞均未分化，细胞全能性最高。
(4)个体发育过程中，从囊胚阶段开始出现细胞分化，但此阶段细胞的全能性仍很高。
(5)胚胎发育中的细胞分裂均为有丝分裂，产生的是体细胞；原肠胚阶段是个体发育中分化程度最高的阶段，但应注意细胞分化贯穿整个个体发育过程。
(6)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。
　　　
[在应用中落实]
1．下列关于哺乳动物胚胎发育的说法，正确的是(　　)
A．卵裂期细胞进行了细胞分裂和分化
B．胚胎总体积随分裂次数增加而不断増大
C．沿透明带内壁扩展和排列的个体较大的细胞称为滋养层细胞
D．桑葚胚先于囊胚出现
解析：选D　卵裂期细胞进行了分裂，但没有分化，A错误；卵裂期随细胞分裂次数增加，胚胎总体积不变，甚至略微缩小，B错误；沿透明带内壁扩展和排列的个体较小的细胞称为滋养层细胞，C错误；桑葚胚先于囊胚出现，D正确。
2．如图表示哺乳动物胚胎发育过程的几个阶段，请据图回答问题：
(1)写出图中各标号的名称：
②________，④________，⑦________。
(2)A时期的细胞具有发育上的________性，B时期开始出现________，C时期开始出现胚层分化。
(3)②将来发育成________________。
解析：(1)由分析可知，图中②为内细胞团，④为囊胚腔，⑦为原肠腔。(2)桑葚胚(A)的细胞具有发育上的全能性；囊胚期(B)开始出现细胞分化，形成内细胞团和滋养层细胞。(3)②内细胞团细胞将来发育成胎儿的各种组织。
答案：(1)内细胞团　囊胚腔　原肠腔　(2)全能　细胞分化　(3)胎儿的各种组织
　　　　[课堂巩固落实]
1．(2020·宿迁期末)下列关于哺乳动物受精过程的叙述，错误的是(　　)
A．获能后的精子与卵子相遇后，释放多种酶溶解卵细胞膜外的一些结构
B．卵细胞膜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，卵子完成减数分裂Ⅱ
解析：选B　获能的精子接触到卵子时释放多种酶溶解卵细胞膜外的一些结构，同时借助自身的运动接触卵细胞膜；在精子接触卵细胞膜的瞬间，卵细胞膜外的透明带发生透明带反应，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，卵子完成减数分裂Ⅱ。
2．下列关于哺乳动物早期胚胎发育过程的叙述，错误的是(　　)
A．卵裂期细胞数目增多，胚胎的总体积增加
B．卵裂期是在透明带内进行的，细胞分裂方式为有丝分裂
C．桑葚胚以前的细胞均未分化，都是全能干细胞
D．囊胚期细胞开始分化，其中的内细胞团将来发育成胎儿的各种组织
解析：选A　卵裂期细胞数目增多，胚胎的总体积不变甚至略微减小，A错误；卵裂期是在透明带内进行的，细胞分裂方式为有丝分裂，B正确；桑葚胚以前的细胞均未分化，都是全能干细胞，C正确；囊胚期细胞开始分化，其中的内细胞团将来发育成胎儿的各种组织，D正确。
3.高等哺乳动物受精后不久，受精卵开始进行细胞分裂，经胚胎发育的全过程，最后发育成一个完整的幼体。如图为该过程中的某一时期示意图，下列有关叙述正确的是(　　)
A．该时期的每一个细胞都是全能细胞
B．胚胎从②中伸展出来的过程叫作孵化
C．④是内细胞团，将来发育为胎儿的胎膜和胎盘
D．该图所示时期为囊胚期，下一时期的③缩小并出现原肠腔
解析：选D　图示为囊胚，该时期的内细胞团细胞是全能细胞，但滋养层细胞不是全能细胞，A错误；胚胎从①透明带中伸展出来的过程叫作孵化，B错误；④是内细胞团，将来发育为胎儿的各种组织，C错误；该图所示时期为囊胚期，下一时期的③缩小并出现原肠腔，D正确。
4．胚胎工程技术是在体外的条件下，模拟自然状态下的受精和胚胎发育过程，因此了解和掌握哺乳动物受精和胚胎发育规律，十分重要。回答下列问题：
(1)防止多精入卵的两道屏障是____________________反应。
(2)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________期。
(3)早期胚胎发育要经过若干发育阶段。在________阶段，内细胞团的细胞开始出现分化，其实质是________________。
解析：(1)防止多精入卵的两道屏障是透明带反应和卵细胞膜反应。(2)卵裂期在透明带内进行。(3)囊胚阶段细胞经分裂分化形成内细胞团和滋养层；在原肠胚阶段，内细胞团的细胞开始出现分化，而细胞分化的实质是基因的选择性表达。
答案：(1)透明带反应和卵细胞膜　(2)卵裂　(3)原肠胚　基因的选择性表达

展开更多......

收起↑