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3.1胚胎工程的理论基础学案
【预习新知】
（一）受精
1.概念：是 与 结合形成合子(即受精卵)的过程。
2.场所：哺乳动物的 内。
3.过程
(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，必须在雌性动物的生殖道发生相应的生理变化后才能获得 。
②卵子的准备:
动物排出的卵子成熟程度不同，有的可能是初级卵母细胞，有的可能是次级卵母细胞，动物排出的卵子都要在 内进一步成熟,到 期时,才具备与精子受精的能力。
(2)受精阶段
①精卵接触
a.精子释放多种 ，以溶解卵细胞膜外的一些结构。
b.精子借助自身的运动接触 膜。
c.在精子触及卵细胞膜的瞬间，卵细胞膜外的 会迅速发生生理反应，阻止后来的精子进入透明带。
②精子入卵
精子入卵后， 会立即发生生理反应，拒绝其他精子再进入卵内。
③雌、雄原核的形成
a.精子入卵后，尾部脱离，原有的 破裂并形成一个新的 ，最后形成一个比原来精子的核还大的核,叫做雌原核。
b.精子入卵后，被激活的卵子完成 ,排出 后，形成雌原核。
④合子形成
雌、雄原核充分发育后，相向移动。彼此靠近，核膜消失，这个含有两个染色体组的合子就是 。
4.阻止多精入卵有两道屏障：
第一道屏障是 发生生理反应，第二道屏障是 发生生理反应；其意义是保证受精卵中 与亲代体细胞一致，从而保证遗传的稳定性。
5.受精的标志是观察到 或 ，受精完成的标志是 。
（二）胚胎早期发育
1．卵裂期特点
(1)细胞分裂方式为________。
(2)细胞的数量不断________。
(3)胚胎的总体积________。
2．早期胚胎发育的几个阶段及特点
(1)桑葚胚：卵裂产生的子细胞逐渐形成致密的细胞团，形似________。
(2)囊胚：细胞开始出现________。________将来发育成胎儿的各种组织，________________将来发育成________和________。出现囊胚腔。囊胚进一步扩大，透明带破裂，胚胎从其中伸展出来，这一过程称为________。
(3)原肠胚：形成________________→各种组织、器官。
【巩固训练】
1.图甲为受精作用的过程以及早期胚胎发育示意图，图乙表示早期胚胎发育的某个时期。下列叙述正确的是( )
A.自然条件下，过程①在哺乳动物的子宫内进行且每次只形成一个受精卵
B.图甲中过程②细胞数量增加，胚胎的总体积和细胞内遗传物质几乎不变
C.随着胚胎逐步扩大，结构⑥破裂，胚胎从其中伸展出来，该过程叫作孵化
D.图乙处于图甲中的a时期，细胞⑦将来发育成胎儿的胎膜和胎盘
2.如图所示是某种动物胚胎发育的几个阶段，下列有关叙述正确的是( )
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. 图示细胞增殖方式是有丝分裂
D. 细胞分化过程从2开始
三、非选择题：本题包括5小题，共55分。
3.下列有关哺乳动物早期胚胎发育的叙述正确的是( )
A.受精完成并开始发育的标志是在卵细胞膜和透明带之间观察到两个极体
B.受精卵在输卵管内进行卵裂时，细胞数量增加但胚胎总体积并不增加
C.受精卵发育为桑葚胚的过程是在透明带内完成的，孵化后进入囊胚期
D.胚胎发育至原肠胚时期即开始了细胞分化，随后发育形成三个胚层
4.哺乳动物卵原细胞减数分裂形成成熟卵细胞的过程，需要在促性腺激素和精子的诱导下完成。下图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，下列叙述正确的是( )

A.细胞Ⅰ到细胞Ⅱ、细胞Ⅱ到细胞Ⅳ的过程中染色体复制次数分别为1次、2次
B.哺乳动物的卵细胞都要在输卵管内进一步成熟，并且到MⅡ期才具有受精能力
C.体外受精时，采集到的精子和卵母细胞要分别在体外进行成熟培养和获能处理
D.将囊胚阶段的早期胚胎移植到受体动物体内，需要对受体动物使用免疫抑制剂
5.如图表示高等动物的个体发育过程，下列说法正确的是( )
A.图中①过程表示胚胎发育
B.由受精卵形成囊胚的过程中进行卵裂，每个细胞的体积不断增大
C.原肠胚的三个胚层将逐渐分化形成各种组织、器官等
D.原肠胚阶段的细胞都是全能细胞
6.下列关于哺乳动物受精的描述正确的是( )
①获能后的精子与卵子相遇，释放多种酶，以溶解卵细胞膜外的结构（如透明带等）
②精子触及卵细胞膜的瞬间，卵细胞膜发生反应，阻止后来的精子进入卵内
③精子入卵后，原有核膜破裂，最后形成一个比原来精子的核还大的雄原核
④精子入卵后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
⑤合子中的遗传物质，一半来自父方，一半来自母方
A.①③④ B.③④⑤ C.②④⑤ D.①③⑤
7.下图是小鼠孤雌单倍体胚胎干细胞系获得过程，相关叙述错误的是( )
A.过程①中，精子需要用ATP培养，卵母细胞应处于减数第二次分裂中期
B.卵母细胞只有在受精后才能完成减数分裂，因此不能直接用卵母细胞培养
C.过程②中，经历了有丝分裂和分化，不同阶段表达的基因存在差异
D.“早期胚胎”最可能是囊胚，其中的内细胞团细胞具有全能性
8.治疗性克隆对解决供体器官缺乏和器官移植后免疫排斥反应具有重要意义，具体流程如下图所示，下列叙述正确的是( )
A.个体A提供的卵母细胞通常是初级卵母细胞
B.胚胎干细胞可以来自囊胚中的滋养层细胞
C.若将图中获得的组织器官移植至个体A，不会发生免疫排斥反应
D.胚胎移植是胚胎工程中获得后代的唯一方法
9.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
10.精子内的顶体由来自高尔基体的溶酶体特化而来，精、卵识别后，顶体膜与精子细胞膜融合，释放溶酶体酶（顶体酶）使卵子外层形成孔洞，以利于精、卵融合形成受精卵。下列有关叙述错误的是( )
A.精原细胞减数分裂形成的精子不具有受精能力
B.顶体膜与精子细胞膜融合体现了细胞膜的流动性
C.顶体酶含有蛋白酶，可催化细胞膜中蛋白质水解
D.受精卵中DNA一半来自父方，一半来自母方
参考答案
1.答案：B
解析：A、受精的场所在输卵管，自然条件下，过程①在哺乳动物的输卵管内进行，A错误；
B、图甲中过程②（在透明带内进行）细胞通过有丝分裂数量增加，有丝分裂过程细胞中遗传物质几乎不变，胚胎的总体积不变，B正确；
C、胚胎发育到囊胚阶段，囊胚进一步扩大，会导致结构⑤（透明带）破裂，胚胎从其中伸展出来，该过程叫作孵化，C错误；
D、图乙为囊胚期，处于图甲中的a时期，细胞⑦为内细胞团细胞，将来发育成胎儿的各种组织，D错误。
故选B。
2.答案：ABC
3.答案：B
解析：在卵黄膜和透明带之间观察到两个极体，说明卵细胞已经完成了受精，这是判断卵细胞是否受精的重要标志，不是判断开始发育的标志，A错误；形成的受精卵在输卵管内开始进行卵裂，卵裂过程中，每个细胞的体积不断缩小，细胞的总体积基本不变或略有缩小，故卵裂过程中细胞数量增加但胚胎总体积基本不增加，B正确；孵化是指囊胚从透明带出来，孵化后进入原肠胚阶段，C错误；细胞分化开始于囊胚时期，D错误。
4.答案：B
解析：A、由图可知，图Ⅰ示到图Ⅳ为减数分裂过程示意图，染色体只复制一次，A错误；
B、哺乳动物的卵细胞都要在输卵管内进一步成熟到MⅡ期才具有受精能力，B正确；
C、体外受精时，采集到的精子和卵母细胞要分别在体外获能处理和进行成熟培养至MⅡ期，C错误；
D、由于受体子宫对外来胚胎基本不发生免疫排斥反应，所以将囊胚阶段的早期胚胎移植到受体动物体内，不需要对受体动物使用免疫抑制剂，D错误。
故选B。
5.答案：C
解析：胚胎发育是指从受精卵发育为成熟的胎儿的过程,A错误;由受精卵形成囊胚的过程中进行了卵裂,每个细胞的体积不断减小,B错误;原肠胚阶段已出现了明显的细胞分化,D错误。
6.答案：A
解析：精子与卵子相遇，首先释放多种酶，以溶解卵细胞膜外的结构（如透明带等），①正确。在精子触及卵细胞膜的瞬间，卵细胞膜外的透明带会迅速发生生理反应，阻止后来的精子进入透明带；精子入卵后，卵细胞膜也会立即发生生理反应，拒绝其他精子再进入卵内，②错误。精子入卵后，原有核膜破裂，最后形成一个比原来精子的核还大的雄原核，③正确。精子入卵后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，④正确。合子中的核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卵细胞，⑤错误。综上所述，选A。
7.答案：A
解析：A、过程①受精作用中，精子需要用获能液培养，卵母细胞应处于减数第二次分裂中期，A错误； B、卵母细胞只有在受精后才能完成减数分裂，所以需要用精子刺激卵母细胞，然后移除雄原核再进行培养，B正确； C、过程②是早期胚胎发育，此过程经历了有丝分裂和分化，分化的实质是基因的选择性表达，C正确； D、图中“早期胚胎”最可能是囊胚，囊胚的内细胞团细胞具有发育的全能性，D正确。
故选：A。
8.答案： 答案：D
解析：A、个体A提供的卵母细胞通常是指减数第二次分裂中期的细胞，即次级卵母细胞，A错误；
B、胚胎干细胞一般是来自囊胚中的内细胞团细胞，B错误；
C、由图可知，个体B提供细胞核，分化形成的组织器官的性状主要受个体B 的遗传物质决定，因此，将获得的组织器官移植至个体A，可能会发生免疫排斥反应，C错误；
D、由于胚胎发育不同时期需要不同培养条件，并且目前尚无全体外胚胎培养技术，因此目前胚胎移植是胚胎工程中获得后代 的唯一方法，D正确。
故选D。
9.答案：A
解析：A、Ⅰ时期为桑椹（桑葚）胚，该时期的细胞具有发育的全能性，A错误；
B、过程a表示卵裂形成桑椹（桑葚）胚，过程b表示由桑椹胚形成囊胚，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；
C、胚胎移植选择处于Ⅰ桑椹（桑葚）胚或Ⅱ囊胚时期的胚胎最易成功，C正确；
D、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。
故选A。
10.答案：D
解析：A、精原细胞减数分裂形成的精子不具有受精能力，需要精子获能后才有受精能力，A正确；
B、顶体具有膜结构，顶体膜与精子细胞膜融合体现了细胞膜的流动性，B正确；
C、精子顶体酶是受精过程中的关键酶，顶体酶含有蛋白酶，可催化细胞膜中蛋白质水解，使卵子外层形成孔洞，C正确；
D、受精卵中的核DNA一半来自父方，一半来自母方，细胞质DNA几乎全部来自母方，D错误。
故选D。

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