第一节受精和胚胎发育
1.精子和卵子产生的器官分别是睾丸和卵巢。
2．成熟的精子必须在雌性生殖道中经历一段时间才能获得受精能力，这个过
程叫做获能。
3．可使精子获能的有卵泡液、输卵管分泌物、血清等液体。
4．精子进入卵细胞后，卵细胞膜发生变化不再接受其他精子的进入。
5．胚胎发育是指受精卵发育成幼体的过程，包括桑椹胚、囊胚、原肠胚、胚
层分化和胚体形成等主要阶段。
对应学生用书
P39
哺乳动物生殖细胞的发生和体内受精
1．精子的发生
(1)场所：睾丸的曲细精管。
(2)时间：动物性成熟后。
(3)过程：
(4)营养来源：支持细胞为精子的发生提供营养。
2．卵子的发生
(1)场所：卵巢。
(2)过程：
3．体内受精
(1)场所：输卵管。
(2)精子使卵子受精的条件：
①成熟：在附睾中成熟。
②获能：成熟的精子在雌性动物的生殖道(子宫和输卵管)中经历一段时间，从而获得受精能力的过程。
(3)过程：
(4)精子入卵后触发的系列反应：
①精子尾部脱落，核膜破裂，形成新的核膜，生成雄原核。
②卵细胞膜发生变化，不再接受其他精子进入。
③激活次级卵母细胞继续完成减数第二次分裂。
④卵子的细胞核与精子的细胞核融合形成受精卵。
(5)当卵细胞膜和透明带之间出现两个极体时，说明受精完成。
(6)受精过程的完成，标志着胚胎发育的开始。
1．由教材第P73精细胞分化示意图可以看出，精细胞变成精子后，细胞中很多结构会消失，而细胞核和线粒体都保留下来，这有什么意义？
提示：细胞核和线粒体都是精子结构中的重要组成部分。其中，细胞核是精子遗传物质储存和复制的场所，也是参与精、卵结合和后代遗传特性与细胞代谢活动的控制中心。而线粒体则为精子运动提供能量。
2．卵子发生过程中细胞质不均等分裂有什么重要意义？
提示：保证了受精卵能有充足的营养物质满足早期胚胎发育的需要。
3．使精子获能的物质有哪些？
提示：卵泡液、输卵管分泌物、血清等液体。
4．防止多精入卵的生理反应有什么意义？
提示：保证受精卵中染色体数目与亲代体细胞染色体数一致，从而保证遗传物质的稳定性。
一、精子和卵子发生的比较
[特别提醒]
(1)精子和卵子发生时间不同：哺乳动物卵泡的形成和在卵巢内的储备是在胎儿出生前完成的，而精子是从性成熟后开始的。
(2)动物精子的大小与动物的体型大小无关。
二、受精作用
1．受精前的准备
(1)精子的成熟和获能：
①精子在附睾中成熟。
②成熟的精子必须在雌性动物的生殖道中经历一段时间才能获得受精能力，此过程叫获能。
(2)卵子的准备：卵子都要在输卵管中进一步成熟，到减数第二次分裂中期时，才具备受精能力。
2．受精过程“四步曲”
第一步：顶体反应。即精子的顶体外膜与头部的细胞膜首先融合，继之破裂，形成许多小孔，释放出顶体酶，以溶解卵子外围的放射冠和透明带。
第二步：精子与卵子细胞膜接触并融合。
①激发卵子发生反应，使位于卵子周边的皮质颗粒包膜与卵子膜融合、破裂。
②向卵周隙释放内容物，作用于透明带，从而封锁透明带，阻止其他精子入卵。
第三步：精子入卵。
①激发卵子完成减数第二次分裂。
②精子尾部退化，细胞核膨大形成雄原核。
第四步：雌、雄原核融合，形成受精卵。
3．受精作用的意义
维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定，对于生物的遗传和变异十分重要。
[特别提醒]
(1)成熟的生殖细胞并不代表具有受精的能力，成熟的精子必须获能后才具备受精能力，而排出的卵子本身就不是成熟的生殖细胞。
(2)雌、雄原核不能理解成卵细胞、精子原来的核，而是在原来细胞核的基础上形成的新核，原核膜已破裂。
(3)将从卵巢中取出的卵母细胞用于体外受精时，应在体外人工模拟的输卵管环境中进行培养，才能使其成熟，即达到受精前的成熟阶段。
(4)判断卵子是否受精的标志是在卵细胞膜和透明带的间隙观察到两个极体，而受精完成的标志是雌、雄原核融合成合子。
哺乳动物胚胎发育的基本过程
1．胚胎发育的含义
指受精卵发育成幼体的过程，包括桑椹胚、囊胚、原肠胚、胚层分化和胚体形成等主要阶段。
2．人体的胚胎发育
(1)起点：受精卵。
(2)时间：约38周。
(3)场所：输卵管和子宫。
(4)过程：
[巧学妙记]早期胚胎发育过程歌诀
受精卵，先卵裂(卵裂期)；
桑椹胚，都全能(全能性)；
囊胚期，分化始(开始分化)；
原肠胚，现胚层(内外胚层)；
胚层现，肠腔原(原肠腔)。
1．受精卵形成后向子宫腔移动，并多次分裂(卵裂)，形成实心细胞团(桑椹胚)。结合教材P76图3－4观察分析：
(1)卵裂是哪种细胞分裂方式？
提示：有丝分裂。
(2)根据卵裂的特点分析，卵裂期每个细胞体积、有机物总量、有机物种类如何变化？
提示：每个细胞体积减小，有机物总量减少，有机物种类增加。
2．胚胎发育的整个过程都是在子宫中进行的吗？
提示：不是。胚卵期是在输卵管中完成的。
1．个体发育的过程和顺序
2．卵裂期细胞或物质变化规律
项目变化
细胞数目增多
每个细胞体积减小
DNA总量增多
有机物总量减少
物质种类增多
所含能量减少
[特别提醒]
(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深化而降低。
(3)桑椹胚阶段以前的细胞均未分化，细胞全能性最高，是进行胚胎分割的最佳时期。
(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，可用于胚胎分割。
(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。
对应学生用书P42
以过程示意图为载体，考查精子和卵细胞的发生
[例1](天津高考)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Ⅲ只有在精子的作用下才能形成成熟卵子
C．Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ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Ⅳ作为受体细胞
[思路点拨]
[精讲精析]本题考查减数分裂、胚胎工程和基因工程等知识，意在考查信息获取能力和分析推理能力。分析题图可知，在促性腺激素的作用下减数第一次分裂完成并产生次级卵母细胞，A正确；只有在精子的作用下，次级卵母细胞才能完成减数第二次分裂，B正确；Ⅱ为卵原细胞，染色体数目为2N，Ⅲ在减数第二次分裂后期，着丝粒分裂后染色体数为2N，Ⅳ为受精卵，在有丝分裂后期，着丝粒分裂，染色体数目加倍为4N，三者在细胞分裂后期染色体数目不同，C错误；动物基因工程中常用受精卵作为受体细胞，D正确。
[答案] C
(1)卵细胞形成过程中，初级卵母细胞在胚胎期形成，减数第一次分裂在排卵前后完成，而减数第二次分裂在受精时完成。
(2)排卵是指卵子从卵泡中排出，而不是指卵子从卵巢中排出。
以模式图为载体，考查早期胚胎的发育[例2]下图表示哺乳动物胚胎发育过程的两个阶段，请据图回答问题：
(1)写出各个阶段的名称：
A．________，B.________。
(2)写出下列各标号的名称：
[2]________，[4]________。
(3)A时期的细胞具有发育上的__________性，B时期开始出现__________。
(4)[2]将来发育成________________。
[思路点拨]
[精讲精析](1)图中A是桑椹胚，B是囊胚。(2)图B中[1]是滋养层，[2]是内细胞团，[3]是透明带，[4]是囊胚腔。(3)桑椹胚细胞具全能性；囊胚开始出现细胞分化，分化为滋养层和内细胞团。(4)内细胞团将发育为胎儿的各种组织、器官。
[答案](1)桑椹胚囊胚
(2)内细胞团囊胚腔
(3)全能细胞分化
(4)胎儿的各种组织、器官
桑椹胚的细胞具有全能性，有发育成完整胚胎的潜能。而囊胚阶段的细胞，虽然已经分化，但只要是均等分割同样能发育成完整的胚胎。
下列说法正确的是()
A．卵裂期细胞经过了细胞分裂，不再分化
B．原肠胚细胞属于全能细胞
C．囊胚腔先于原肠腔出现
D．桑椹胚开始进行孵化
解析：选C胚胎发育中既有细胞分裂，也有细胞分化，其顺序为：卵裂→桑椹胚→囊胚→原肠胚。孵化发生在囊胚期。
对应学生用书P42
[课堂回扣练习]
1．关于哺乳动物精子的发生，叙述错误的是()
A．发生部位是曲细精管
B．发生过程是不连续的
C．提供营养的是支持细胞
D．由精细胞变形为精子的过程中染色体数目不变
解析：选B精子的发生过程是连续的。
2．下列不属于精子和卵子发生的区别的是()
A．初级精母、卵母细胞的形成时间
B．减数第一次分裂和减数第二次分裂的时间连续性
C．成熟生殖细胞是否发生变形
D．成熟生殖细胞中染色体的数量
解析：选D成熟的精子和卵子都是经过减数分裂形成的，含有的染色体数目都为体细胞的一半。
3．关于体内受精，以下叙述不．正确的是()
A．精子在附睾中成熟，在雌性生殖道中获能
B．次级卵母细胞的分裂是由受精激活的
C．在卵细胞膜和透明带之间出现三个极体时，说明受精完成
D．雌原核与雄原核的融合，说明受精卵形成
解析：选C受精完成的标志是在卵细胞膜和透明带之间出现两个极体，而不是三个极体。
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．关于人胚胎发育的叙述，错误的是()
A．发育过程可分为胚卵期、胚胎期和胎儿期三个阶段
B．受精和桑椹胚的形成是在输卵管内完成的
C．从结构上看，是从简单到复杂的变化过程
D．由受精卵发育至原肠胚才可植入子宫内膜
解析：选D植入子宫内膜的是囊胚，囊胚植入后继续发育成为原肠胚。
[课下综合检测]
一、选择题
1．关于哺乳动物精子和卵子的发生的叙述，正确的是()
A．1个精原细胞经过减数分裂可直接产生4个精子
B．1个卵原细胞可形成4个卵子
C．卵泡的形成和在卵巢内的储备，是在胎儿时期完成的
D．卵子的成熟部位和受精部位不同
解析：选C哺乳动物的卵泡的发育在出生后暂停，直至性成熟时才继续发育，所以卵泡的形成和在卵巢内的储备是在胎儿期完成的；1个精原细胞经过减数分裂可直接产生4个精细胞，而精细胞需经变形才能形成精子；1个卵原细胞经减数分裂可形成3个极体和1个卵子；卵子成熟部分和受精部位相同，都是输卵管。
2．受精完成的标志是()
A．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．卵子细胞核与精子细胞核的融合
解析：选D受精的标志是在透明带和卵细胞膜之间观察到两个极体；而受精完成的标志为精卵细胞核的融合，二者是不同的。
3．下列关于哺乳动物胚胎发育的描述，正确的是()
A．指受精卵发育成成体的过程
B．包括桑椹胚、囊胚、原肠胚、胚层分化和胚体形成等主要阶段
C．整个胚胎发育过程可分为胚胎期和胎儿期两个阶段
D．囊胚植入子宫内膜，胚胎期结束，进入胎儿期
解析：选B胚胎发育是指受精卵发育成幼体的过程，包括桑椹胚、囊胚、原肠胚、胚层分化和胚体形成等主要阶段；整个胚胎发育过程包括胚卵期、胚胎期和胎儿期三个阶段；囊胚植入子宫内膜标志胚卵期结束，胚胎期开始。
4．哺乳动物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次级卵母细胞的减数第二次分裂是在受精过程中完成的，即边受精边进行减数第二次分裂。次级卵母细胞经减数第二次分裂产生一个成熟的卵子和一个第二极体。受精作用过程发生在输卵管中，
故次级卵母细胞的减数第二次分裂发生在输卵管中。
5．(浙江高考)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．原肠胚发育分化形成内外两个胚层
解析：选A同种动物的精卵细胞的表面有特异性相互识别的蛋白，这是同种动物的精卵能结合的原因之一；受精卵不断进行细胞分裂即卵裂，卵裂产生的细胞团称卵裂球，随着卵裂次数的增加，细胞逐渐变小；滋养层细胞不具有发育的全能性，即不能分化出成体动物的所有组织和器官；原肠胚发育分化会形成各种器官原基。
6．下列哪些过程发生在受精过程中()
①精子必须发生顶体反应，释放顶体酶
②顶体酶可使精子穿过放射冠、透明带、细胞膜
③卵子恢复并很快完成了减数第一次分裂
④精子和卵子的细胞核分别形成雄原核和雌原核
⑤透明带反应可以防止多精入卵的发生
A．①②⑤B．①④⑤
C．②③④D．②④⑤
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。
7．动物的受精过程包括下列基本步骤，其受精作用的实质是()
A．精子和卵子相互识别
B．精子头部侵入卵细胞内
C．卵子和精子结合
D．卵子的细胞核与精子的细胞核互相融合
解析：选D受精作用的实质是把亲本经过减数分裂产生的染色体减半的精子和卵子的细胞核相互融合，形成合子，使子代染色体数与亲本相同。
8．下图表示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(横坐标为发育时间)。
其中正确的是()
A．①②B．①③
C．②④D．③④
解析：选A受精卵发育至囊胚的过程，主要通过有丝分裂完成，每分裂一次，DNA分子都要复制一次，故DNA分子的总量呈指数形式增长；随着细胞数目的增加，每个细胞的体积逐渐减小，而整个囊胚总体积几乎不变甚至略有减小；在细胞分裂过程中，细胞要不断消耗大量的能量，因此胚胎内有机物总量逐渐减少。
二、非选择题
9．下面是某种哺乳动物的生殖和发育的过程图解，请据图回答：
(1)写出A、B所示生理过程的名称：A______________；B________________。
(2)在A过程中精子的形成部位是睾丸的________，精子形成过程中，由________为其提供营养。卵子的形成场所是________，卵子的形成也需经过两次减数分裂，而人的次级卵母细胞若没遇到精子则停留在________，最后退化消失。
(3)B过程的完成是在雌性动物的________中完成的。精、卵结合过程中，阻止多精子入卵的屏障是________。
(4)在C过程中，细胞分裂的方式是________分裂，在发育过程的________时期，胚胎突破透明带。
解析：(1)图中A过程表示雌雄个体通过减数分裂产生卵子和精子的过程；B过程表示精卵结合形成合子的过程，即受精作用。(2)A过程为减数分裂，精子的形成是在睾丸的曲细精管中实现的，支持细胞为精子的发生提供营养。卵子在卵巢和输卵管中形成，人的次级卵母细胞在减数第二次分裂过程中停留在减数第二次分裂的中期，若没有遇到精子，则最终退化消失，若遇到精子，则会在受精过程中完成减数第二次分裂。(3)精卵结合是在输卵管中完成的；阻止多精子入卵的屏障是透明带反应。(4)胚胎发育时期的细胞分裂是有丝分裂；而当早期胚胎发育到囊胚时期，胚胎突破透明带。
答案：(1)减数分裂受精作用
(2)曲细精管支持细胞卵巢和输卵管减数第二次分裂中期
(3)输卵管透明带反应
(4)有丝囊胚
10．由一个受精卵发育成一个多细胞生物体，是生物界最为复杂的过程之一，在这个过程中，胚胎发育是一个复杂而重要的生理过程。请回答以下有关哺乳动物胚胎发育的问题。
(1)胚胎发育的起点是________，场所是____________________________________。
(2)人的胚胎发育过程可依次分为________、________和________三个时期。
(3)囊胚是胚胎发育过程中形成的一种结构，是由________直接发育而来的。囊胚植入子宫内膜后，其________逐渐发育形成胚盘，胚盘进一步发育为________，最终发育为幼体。
(4)胚胎发育是一个细胞不断分裂和分化的过程，该过程包括________、囊胚、________、胚层分化和________形成等主要阶段。
答案：(1)受精卵输卵管和子宫
(2)胚卵期胚胎期胎儿期
(3)桑椹胚内细胞团胚体
(4)桑椹胚原肠胚胚体
专题3 胚胎工程 3.1 体内受精和早期胚胎发育 1．胚胎工程的操作对象不包括的是( ) A．成体干细胞B．精子、卵子 C．受精卵D．早期胚胎 解析：胚胎工程操作的对象是动物配子或早期胚胎。 答案：A 2．次级卵母细胞的减数第二次分裂完成于( ) 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：雌性动物在胎儿时期卵巢内的卵原细胞通过有丝分裂增加其数量，演变 为初级卵母细胞，被卵泡细胞包围形成卵泡，初级卵母细胞经过减数分裂变为成熟的卵子。减数第一次分裂是在排卵前后完成的，结果产生了一个次级卵母细胞和一个第一极体。减数第二次分裂是在精子和卵子结合过程中完成的，故D选项是正确 的。 答案：D 3．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．精子与卵黄膜相互融合，精子入卵 D．雄原核形成的同时，卵子完成第二次减数分裂 解析：大量获能的精子接触到卵子周围的放射冠时，即开始释放顶体酶，解离 放射冠的卵泡细胞，这样部分精子可径直接触到透明带，A项错误；透明带反应是多精入卵的第一道屏障，卵黄膜的封闭作用是第二道防线，B项正确；精子与卵黄膜相互融合，精子的头部即进入卵细胞中，C项正确；雄原核形成的同时，卵子完
成第二次减数分裂，D项正确。 答案：A 4．如图是牛囊胚示意图，下列有关该图的叙述错误的是( ) A．透明带是初级卵母细胞在减数第一次分裂时形成的 B．囊胚腔是一个充满液体的腔 C．内细胞团将来分化成内胚层 D．滋养层将来发育成胎膜和胎盘 解析：内细胞团将来发育成胎儿的各种组织。 答案：C 5．下图为哺乳动物的生殖和个体发育过程，请据图回答下面的问题。 (1)哺乳动物精子和卵细胞在________中完成受精作用。 (2)哺乳动物个体发育的起点是________，其胚胎发育的整个过程在_________ _______中完成。 (3)图示Ⅰ过程为________，Ⅱ过程为________。 (4)图中“？”处应为________，内细胞团出现于________时期。 (5)过程①需经过多次细胞分裂才能完成，请在下图中绘出该过程中每个细胞 的体积、核内DNA含量与时间的关系。 解析：(1)哺乳动物受精作用及胚胎早期细胞分裂在输卵管中进行。(2)受精卵是 个体发育的起点，整个胚胎发育过程应在输卵管和子宫内完成。(3)图示Ⅰ、Ⅱ过程分别表示胚胎发育及胚后发育。(4)图示“？”处应为原肠胚，内细胞团应出现于囊胚期，卵裂期每个细胞的体积不断减小，每个细胞的核DNA含量不变。
3．1 体内受精和早期胚胎发育 1．简述精子和卵子的发生过程。(难点) 2.了解哺乳动物受精的过程。(重点) 3．简述哺乳动物的胚胎发育过程及其主要特点。(重点 ) 一、胚胎工程(阅读教材P 59) 1．操作对象：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．特点：经过处理后获得的胚胎，还需移植到雌性动物体内生产后代，以满足人类的各种需求。 二、精子和卵子的发生(阅读教材P 61～P 63) 1．精子的发生 (1)场所：在睾丸内完成。 (2)时期：从初情期开始到生殖机能衰退。 (3)过程 第一阶段⎩⎪⎨⎪⎧精原细胞 有丝分裂多个精原细胞 ――→染色体复制和其他物质的合成初级精母细胞 第二阶段⎩⎪⎨⎪⎧ 减数第一次分裂次级精母细胞 减数第二次分裂Ｆ 第三阶段：精子细胞――→（变形） 精子 (4)精子变形的变化 2．卵子的发生 (1)场所：卵巢和输卵管内。
(2)时期：胚胎性别分化之后和初情期。 (3)过程 三、受精(阅读教材P 63～P 66) 1．概念：精子与卵子结合形成合子的过程。 2．阶段：包括受精前的准备阶段和受精阶段。 3．场所：雌性动物的输卵管内完成。 4．过程 准备阶段⎩ ⎪⎨⎪⎧精子获能：在生殖道内获能卵子的准备：发育到MⅡ中期才有受精能力 受精 阶段 防止多精子入卵，透明带反应第一障，卵细胞膜反应又一障。 四、胚胎发育(阅读教材P 66～P 67) 1．卵裂期的特点 (1)场所：透明带内。 (2) 2．早期胚胎发育的阶段 桑椹胚：该时期细胞属于全能细胞 ↓ 囊胚⎩⎪⎨⎪⎧①细胞开始出现分化 ②结构⎩⎪⎨ ⎪⎧内细胞团：发育为胎儿的各种组织滋养层细胞：发育为胎膜和胎盘囊胚腔：内含液体
1 一个初级精母细胞 两个 四个含 染色体的 M Ⅰ M Ⅱ 精原细胞 精原细胞 有丝分裂 MⅡ 染色体复制 ①顶体的发生 ②尾的发育 ③精子头出现 ④细胞质浓缩 ⑤精子形成 图3-2 精子细胞变成精子示意图 细胞核 高尔基体 细胞质 线粒体 发育中的顶体 发育中的尾 中心体 头 原生质滴 尾 线粒体 顶体 线粒体鞘 体内受精和早期胚胎发育 学习目标 1. 理解精子和卵子的发生时期、场所、过程、特点、结果。 2. 理解受精的概念、过程、实质及意义。 3. 理解胚胎发育的过程、各时期的特点。 导学脉络： 一、胚胎工程的概念 胚胎工程是指对动物 所进行的多种 和处理技术，如 、 、 、 等技术。经过处理后获得的 ，还需移植到 动物体内生产后代，以满足人类的各种需要。 对胚胎工程概念的理解： ①操作对象：动物 或 。 ②操作水平： 操作。 ③技术种类： 、 、 、 等技术。 胚胎工程的许多技术，实际是在体外条件下，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(哺乳动物) 1. 精子的发生 （1）场所：雄性动物 的曲细精管。（图3-1） （2）时期：从雄性动物的 开始，直到 。 （3）过程 哺乳动物精子发生的过程大体可以分为三个阶段： ①第一阶段── 的形成 位于 的精原细胞进行数次 ，产生大量的精原细胞，其中部分精原细胞经过染色体复制和其他物质的合成，进一步形成 。 ②第二阶段── 的形成 初级精母细胞连续进行 分裂(即减数分裂，包括M Ⅰ和M Ⅱ)：第一次分裂产生两个 ，每个次级精母细胞再分裂一次产生两个含 的精子细胞。 ③第三阶段──精子细胞 为精子（P 61图3-2） 圆形的精子细胞经过 ，其中的 变为精子头的主要部分， 发育为头部的顶体， 演变为精子的尾， 聚集在尾的基部形成线粒体鞘。同时，细胞内的 浓缩为球状原生质滴，随精子的成熟过程向后移动，直到最后脱落。精子形成后进入曲细精管的管腔中。对于多数家畜来说，精子在睾丸内形成的时间为两个月左右。 （4）成熟精子形态：外形似 ，分 、 和 三大部分。不同种动物精子的形态 ，大小略有不同，与动物的体型大小 。例如，大鼠的精子190μm 长，而大象的精子却只有50μm 长。（P 62图3-3）
考点23 胚胎工程、生物技术的安全性和伦理问题、生态工程 1.(2012·浙江高考·T2)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.原肠胚发育分化形成内外两个胚层【解题指南】解答本题的关键应明确两点: (1)本题考查高等哺乳动物的受精和胚胎发育。 (2)熟练掌握胚胎发育各个阶段的特点。【精讲精析】选A。具体分析如下: 选项具体分析结论 A 项精卵受精要通过细胞膜上的特异性受体的识别,所以两者的识别有物种特异性正确 B 项卵裂只是增加分裂的次数,而卵裂球的总体积并不增加,或略有缩小错误 C项滋养层细胞是高度分化的细胞,不再具有发育的全能性错误 D项原肠胚发育分化形成外、中、内三个胚层错误 2.(2012·江苏高考·T9)通过胚胎移植技术,可以实现良种牛的快速繁殖。下列相关叙述正确的是( ) A.对供体和受体母牛都要进行相同激素处理 B.受精和胚胎的早期培养都需要在体外进行 C.对冲卵获得的原肠胚检查合格后方可移植 D.胚胎分割移植实现同卵多胎的成功率较低【解题指南】解答本题的关键是正确理解胚胎移植技术。【精讲精析】选D。A错误,对供体和受体母牛要进行同期发情处理,但不一定是相同激素处理。B错误,受精和胚胎的早期培养可以在体内进行。C错误,对冲卵获得的早期胚胎检查合格后方可移植。D正确,胚胎分割移植中,目前仍然以二分胚胎的成功率最高。 3.(2012·江苏高考·T13)下列关于转基因生物安全性的叙述,错误的是( ) A.种植转基因作物应与传统农业种植区隔离 B.转基因作物被动物食用后,目的基因会转入动物体细胞中 C.种植转基因植物有可能因基因扩散影响野生植物的遗传多样性 D.转基因植物的目的基因可能转入根际微生物【解题指南】解答本题的关键应理解有关转基因生物安全性的观点和理由。【精讲精析】选B。转基因植物中的目的基因有可能随花粉进入正常植株中,所以种植转基因作物应与传统农业种植区隔离,A正确。转基因作物被动物食用后,目的基因不能被动物直接吸收,所以不会进入动物的体细胞中,B错误。转基因生物的某些特殊性状,增强了它们在该地区生存条件下的竞争能力,威胁生态系统中其他生物的存在,从而影响野生植物的遗传多样性,C正确。导入转基因生物的外源基因有可能与感染转基因生物的某些细菌或病毒杂交,从而重组出对人类有害的病原体,D正确。 1
第一节动物的胚胎发育和胚胎工程 ●课标要求 1．熟练描述胚胎发育过程的几个重要阶段及特点。 2．识记有关体外受精和胚胎体外培养的知识。 3．掌握胚胎移植和胚胎分割的概念及基本过程。 ●学习目标 1．简述哺乳动物胚胎发育的基本过程。 2．简述胚胎工程的原理和技术。 3．举例说出哺乳动物胚胎工程的应用。 ●教学地位 胚胎工程研究的重点内容包括体外受精、胚胎体外培养、胚胎移植、胚胎分割、胚胎冷冻保存等技术，对这些技术的考查常在高考试题中出现，以某哺乳动物的胚胎研究的流程图或示意图为载体，考查相关技术手段等。 ●教法指导 本课时是概念性很强的理论课，比较枯燥乏味。可采用问题串的教学方法即层层设疑，步步为营。一个疑团接着另一个疑团，学生在积极思考开动脑筋的过程中主动学习。通过诱导，构建知识框架，并与以前的知识点有机结合，学生觉得新知识并不陌生，只是旧知识的一个延伸。如学生对“借腹怀胎”现象的讨论，既联系了实际，又可以让学生运用所学知识，展现才华。 ●新课导入建议 1．课件展示世界和我国首例试管婴儿图片，提出问题。资料上用到了什么生物技术？试管婴儿和母亲正常怀孕，生产的过程有何异同？(学生思考，留下悬念)引出试管动物技术，并通过图文和实例介绍试管动物技术，强调试管动物技术是指通过人工操作使卵子和精子在体外条件下成熟和受精，并通过培养发育成早期胚胎后，再经移植产生后代的技术。 2．自然情况下，牛的生育率很低，一般一头母牛每年只能产一头小牛，但通过现代科技手段，可以使一头良种的母牛一年内产下数十头良种小牛，现代技术手段是如何进行操作的呢？这就是胚胎工程技术。
1.简述哺乳动物胚胎发育的基本过程。 2.简述胚胎工程的原理和技术。 3.举例说出哺乳动物胚胎工程的应用。 1.哺乳动物胚胎发育的基本过程。(重点) 2.体外受精和早期胚胎的培养。(难点) 3.胚胎移植和胚胎分割。(重点) 一哺乳动物生殖细胞的发生和受精作用 1．精子的发生 (1)场所：雄性生殖器官睾丸的曲细精管。为精子的发生提供营养的是支持细胞。 (2)时间：从动物性成熟后开始。 (3)过程：体细胞(有丝)分裂精原细胞―→初级精母细胞(减数第一次分裂 ――――――――→ 次级精母细胞(减数第二次分裂 ――――――――→ 精细胞变形 ――→ 精子。 2．卵子的发生和成熟 (1)场所：雌性生殖器官卵巢和输卵管。 (2)时间：性别分化以后。 (3)过程： 体细胞(有丝)分裂卵原细胞―→ 次级卵母细胞 ↓ 形成卵泡 3．受精作用 (1)场所：输卵管。 (2)精子的准备：成熟与获能。 ①成熟：在附睾中完成。 ②获能：成熟的精子必须在雌性动物的生殖道(子宫和输卵管)中经历一段时间才能获得受精能力的过程。卵泡液、输卵管分泌物、血清等液体可使精子获能。 (3)过程 ①精、卵细胞膜融合：获能的精子穿过次级卵母细胞的透明带，两细胞的细胞膜融合，精子的遗传物质进入卵细胞。
专题三3．1 体内受精和早期胚胎发育 （共2课时） 一、教材分析： 本节是全专题的基础，理论性较强，学生会感到抽象和深奥，也不适宜过分探究。但本专题又是社会热点，容易调动学习兴趣。因此，宜借助多媒体和网络，采用多种方法，让学生自主学习、合作学习，营造积极的学习氛围，达到知识、能力、情感的三维目标。 二、教学目标 1．知识目标 (1)简述哺乳动物的精子和卵子的发生及受精过程。 (2)简述哺乳动物的胚胎发育过程及其主要特点。 2．能力目标： 快速阅读提高自学的能力，有助于理解精子获能、顶体反应、透明带反应、卵黄膜封闭作用的概念 3．情感、态度和价值观目标： 认同胚胎工程建立及发展的意义。体会运用合作探究学习的成果，通过合作探究学习，在评价过程中发现自己，肯定自己，不断感受成功的喜悦。 三、教学重点和难点 1.教学重点 （1）哺乳动物精子和卵子的发生 （2）哺乳动物的受精过程 （3）哺乳动物的胚胎发育 2.教学难点 （1）哺乳动物受精过程中精子获能、顶体反应、透明带反应、卵黄膜封闭作用的概念和生理功能。 （2）哺乳动物的胚胎发育各阶段的主要特点。 四、学情分析 五、教学方法 1．新授课教学基本环节：预习检查、总结疑惑→情境导入、展示目标→合作探究、精讲点拨→反思总结、当堂检测→发导学案、布置预习 2．学案导学：见后面的学案。 六、课前准备 1．学生的学习准备：完成学案预习部分。 2．教师的教学准备：多媒体课件制作，课前预习学案，课内探究学案，课后延伸拓展学案。 七、课时安排：2课时 八、教学过程第1课时 (一)预习检查、总结疑惑 检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。 （二）情景导入、展示目标。 教师首先提问：有一对夫妇，妻子因病切除了子宫，但他们一直想有一个亲生（携带他们遗传信息）的孩子，你能从理论上想一办法替他们完成这一愿望吗？ 学生观看关于“试管婴儿”的一个科学片。 教师：近年来通过科学技术人员的不懈努力，这方面的成就已是硕果累累。书本59页的照片展示的就是胚胎移植处理后同时期出生的高产羊的小羔羊。本专题介绍的就是这方面的
3.1 体内受精和早期胚胎发育 学习目标：1.简述哺乳动物的精子和卵子的发生。(重点) 2.简述哺乳动物的受精过程。(重点) 3.简述哺乳动物的胚胎发育过程及其主要特点。(重、难点) 一、精子和卵子的发生 (一)胚胎工程 1．操作对象：动物早期胚胎或配子。 2．技术种类：胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养等技术。 3．实质：实际是在体外条件下，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：睾丸。 (2)时期：从初情期开始，直到生殖机能衰退。 (3)形成过程： (4)精子的变形(包括头、颈、尾)： 精子细胞 ― ―→变形 精子 细胞核 头的主要部分 高尔基体 头部的顶体 中心体 尾
线粒体线粒体鞘 其他物质原生质滴(最后脱落) 2.卵子的发生 (1)场所：卵巢。 (2)时期：动物的胚胎在性别分化以后。 (3)形成过程： 二、受精 1．概念：精子与卵子结合形成合子的过程。 2．场所：输卵管。 3．受精标志：在卵细胞膜和透明带的间隙可以观察到两个极体。4．过程 (1)准备阶段： ①精子获能： 场所：雌性动物的生殖道。 ②卵子的准备： 分裂达到减数第二次分裂中期，才能受精。 (2)受精阶段：
三、胚胎发育 1．卵裂期特点 (1)细胞分裂方式为有丝分裂。 (2)细胞的数量不断增加。 (3)胚胎的总体积并不增加或略有缩小。 2．早期胚胎发育的几个阶段及特点 (1)桑椹胚：胚胎细胞数目达到32个左右，这一阶段前的每个细 胞都属于全能细胞 ↓ (2)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，出现囊胚腔 ↓ (3)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．判断对错(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)精子和卵子相遇结合形成受精卵的部位是输卵管。 ( ) (2)精子在初情期后开始形成，两次分裂连续进行；卵子在胚胎性别分化以后形成，两次分裂不连续进行。( ) (3)次级卵母细胞的减数第二次分裂完成于排卵前后，场所是卵巢内。( ) (4)排卵是指卵泡从卵巢中排出。( ) (5)受精完成的标志是在透明带和卵细胞膜之间观察到两个极体。( ) (6)卵裂阶段的细胞分裂方式包括有丝分裂和减数分裂。( )
3.1 体内受精和早期胚胎发育 一、教学目标 1.简述哺乳动物的精子和卵子的发生及受精过程。 2.简述哺乳动物的胚胎发育过程及其主要特点。 3.认同胚胎工程建立及发展的意义。 二、教学重点和难点 1.教学重点 （1）哺乳动物精子和卵子的发生。 （2）哺乳动物的受精过程。 （3）哺乳动物的胚胎发育。 2.教学难点 （1）哺乳动物受精过程中精子的获能、顶体反应、透明带反应、卵黄膜封闭作用的概念和生理功能。 （2）哺乳动物胚胎发育各阶段的主要特点。 三、教学策略 本节是本专题的起始课，课文的导入方式对激发学生的学习热情具有重要作用。本节可用题图或其他有关的背景材料导入，通过背景材料引出胚胎工程的概念。关于《科技探索之路──胚胎工程的建立》，建议用学生快速阅读和教师讲述有机结合的教学方式（快速阅读可使学生集中注意力，提高学生自学的能力，有助于理解课文）。教师首先指导学生在规定时间读完一遍教材，然后，将每段的第一句和最后一句重新快速阅读一遍，再从读过的段落和句子中试着分析和理解下面的问题： （1）胚胎工程的建立可大致分为几个阶段？在每一个阶段中，胚胎工程技术有什么重大突破？这些重大突破对推动生产力的发展有什么作用？ （2）为什么说胚胎移植技术的成功和应用带动和加速了体外受精技术的研究？ （3）美籍华人科学家张明觉在动物生殖生理学上有什么重大发现？这个发现对促进胚胎工程实现产业化有何意义？ （4）通过胚胎工程的建立过程，你如何认识科学、技术、社会三者之间的关系？
为了帮助学生更好地分析和理解问题，教师可组织学生分小组讨论交流。最后，由小组推选一人，或由教师随机地选择学生来讲解这些问题。当发言的学生讲完后，其他学生可以补充。教师的讲述着重于对学生的讨论发言进行总结和评价。要明确指出，研究胚胎工程的百年发展史，能增加我们对胚胎工程研究过程的了解，从中领悟科学的发展就是不断“发现问题—提出问题—设计实验—进行实验—得出结论”的探究过程。同时，也使我们看到，胚胎工程的研究每取得一项突破，都会给畜牧业、医学的发展带来一次飞跃；而畜牧业、医学的每一次飞跃发展，又都会给胚胎工程带来新的课题，促进胚胎工程的发展。科学、技术与社会就是在这种相互影响中得到发展的，但是，应该知道，科学基础理论的研究在推动技术进步中具有核心作用。 为了使学生对胚胎工程的技术有一个全面的了解，建议教师简单介绍一下体细胞克隆、转基因等技术与胚胎工程的内在联系，或者请学生自己查找资料去了解。关于胚胎工程技术在畜牧业生产、医学及保护濒危动物等实践中具有的重要作用，要以生动的实例进行表述，以引起学生的求知欲。 关于《体内受精》的教学过程，建议在学生已有的“减数分裂”和“受精作用”知识基础上，根据学生和学校的具体情况采用不同的教学方法。 方法一：教师运用多媒体、图解等进行讲述。讲述过程中要注重调动学生的主动性，引导“学生自己得出概念，而不是将概念灌输给学生”。例如，让学生自己比较出精子与卵子在发生上的重要区别，总结出哺乳动物的受精过程。 方法二：运用合作探究学习的方法。通过合作探究学习，让学生自己亲身体会并组织所学的知识。教师在运用合作探究学习方法时要注意以下几点： （1）尽量使每一个学生都有任务，以使他们都能投入到教学活动中去； （2）运用这种方法进行教学时，教师要敢于打破传统讲述法详尽讲解内容的习惯，要精心、大胆地取舍教材内容，只须让学生充分透彻地掌握基本概念和核心内容； （3）学习的全过程必须在教师组织和指导下进行，使学生集中注意力，这样才能取得预期效果； （4）在对学生进行评价时要坚持评价的结果是能激发和鼓励他们的学习。尽量帮助学生在评价过程中发现自己、肯定自己，让他们感受成功的喜悦。 教师应在上课前几天，将需要探究的内容分成课题，每个课题下还有子课题（可参考前面“教学内容的结构”中的“体内受精和早期胚胎发育”制定子课题）；然后，把课题和子课题随机分发给已指定好的各小组组长，由每个小组长分配给小组成员，要求学生回家阅读教材后，查阅资料，认真准备（教师要建议学生运用多种方式，如图解、挂图、多媒体等方式表述课题内容，并给予协助）。 上课时，教师先请学生将教材中新出现的知识结构提出来，进行解释；然后分小组按下列程序活动：每个学生汇报子课题准备的情况，并提出疑点→小组讨论、解疑→综合课题内容→选出代表→代表上讲台介绍，先介绍课题内容，然后简述资料收集的方法和小组讨论情况→小组成员补充→其他小组同学提问→答疑或争论→小组内部和各小组之间进行评价→教师总结。
《胚胎工程》教学设计 一、设计理念 无论是按照认知发现理论还是按照建构主义学习理论均认为：学习者在一定情境中对学习材料的亲身经历和自主地进行探究活动的发现，才是学习者最有价值的东西，这种知识和经验的意义建构是无法由他人所代替的。因此在本节内容的教学过程中，以问题为纽带，利用资料、图片、视频等素材为学生创设教学情境，把简单知识的传授过程优化成一个科学探究过程。注意指导学生在讨论、交流中进行知识的构建，掌握基本的科学探究技能，充分体现课程标准中“提高生物科学素养，面向全体学生，倡导自主、探究和合作性学习”这一理念，同时充分利用课本素材理论联系实际。 二、学前分析 1、教材分析 《胚胎工程》选自浙江科技出版社出版的高中生物教材《（选修3）现代生物科技专题》第三章，该章内容包含两节：从受精卵谈起和胚胎工程。《教学指导意见》中建议5课时（含活动1课时），重点有四个：第一节中的动物胚胎发育；第二节的胚胎工程的概念、胚胎移植和胚胎干细胞核移植。由于此次授课为一课时，因此选择以胚胎移植为重点，内容包含体外受精、胚胎体外培养和胚胎移植三部分。必修课本中动物细胞的增殖、选修三动物克隆中动物细胞全能性的讨论、以及本章第一节中胚胎发育的过程这些内容均为胚胎工程的顺利展开打下了知识基础。胚胎工程的相关技术属于科学前沿，教材在选
编的时候放置了不少的应用成果，将这些素材好好的加以利用也是理论与实际，科学、技术和社会紧密结合的渗透。 2、学情分析 从知识起点上来看，绝大多数的学生对于人是怎么来的应该有了初步的认识，如在何处受精，何时、何处着床发育等，通过视频帮助学生进一步明确就行；从认知思维起点上来看，高二学生的思维方式已经开始从具象思维转向抽象思维，具备一定的理论分析能力和逻辑思维能力；从学习目标的要求上来看，该部分内容在教学指导意见中属于基本要求，但是由于胚胎工程的复杂性，因此收集相关视频，图片资料作为上课时学生讨论的素材，特别是围绕实例的讨论既可以调动学生的积极性又能培养科学探究的精神。因此在本节内容的教学过程中，以问题为纽带，利用资料、图片、视频等素材为学生创设教学情境，把简单知识的传授过程优化成一个科学探究过程。学生将在自主、合作、探究的学习氛围中加深对知识的理解，学会科学探究的技能，并获得情感和态度的发展。 3、教学重难点 重点：胚胎移植技术。 难点：胚胎体外培养技术和胚胎工程技术在实际操作中的复杂性。 三、教学目标 知识目标：描述体外受精和胚胎体外培养，简述胚胎移植过程，说出试管婴儿的产生过程，举例说出这几项技术在生产生活实践中的应用。
第一节受精和胚胎发育 1.精子和卵子产生的器官分别是睾丸和卵巢。 2．成熟的精子必须在雌性生殖道中经历一段时间才能获得受精能力，这个过 程叫做获能。 3．可使精子获能的有卵泡液、输卵管分泌物、血清等液体。 4．精子进入卵细胞后，卵细胞膜发生变化不再接受其他精子的进入。 5．胚胎发育是指受精卵发育成幼体的过程，包括桑椹胚、囊胚、原肠胚、胚 层分化和胚体形成等主要阶段。 对应学生用书 P39 哺乳动物生殖细胞的发生和体内受精 1．精子的发生 (1)场所：睾丸的曲细精管。 (2)时间：动物性成熟后。 (3)过程： (4)营养来源：支持细胞为精子的发生提供营养。 2．卵子的发生 (1)场所：卵巢。 (2)过程：
3．体内受精 (1)场所：输卵管。 (2)精子使卵子受精的条件： ①成熟：在附睾中成熟。 ②获能：成熟的精子在雌性动物的生殖道(子宫和输卵管)中经历一段时间，从而获得受精能力的过程。 (3)过程： (4)精子入卵后触发的系列反应： ①精子尾部脱落，核膜破裂，形成新的核膜，生成雄原核。 ②卵细胞膜发生变化，不再接受其他精子进入。 ③激活次级卵母细胞继续完成减数第二次分裂。 ④卵子的细胞核与精子的细胞核融合形成受精卵。 (5)当卵细胞膜和透明带之间出现两个极体时，说明受精完成。 (6)受精过程的完成，标志着胚胎发育的开始。 1．由教材第P73精细胞分化示意图可以看出，精细胞变成精子后，细胞中很多结构会消失，而细胞核和线粒体都保留下来，这有什么意义？ 提示：细胞核和线粒体都是精子结构中的重要组成部分。其中，细胞核是精子遗传物质储存和复制的场所，也是参与精、卵结合和后代遗传特性与细胞代谢活动的控制中心。而线粒体则为精子运动提供能量。 2．卵子发生过程中细胞质不均等分裂有什么重要意义？ 提示：保证了受精卵能有充足的营养物质满足早期胚胎发育的需要。 3．使精子获能的物质有哪些？ 提示：卵泡液、输卵管分泌物、血清等液体。 4．防止多精入卵的生理反应有什么意义？ 提示：保证受精卵中染色体数目与亲代体细胞染色体数一致，从而保证遗传物质的稳定性。 一、精子和卵子发生的比较
人教新课标选修难点剖析（3.1 体内受精和早期胚胎发育）难点剖 析 知识·巧学 一、胚胎工程 是指对动物早期胚胎或配子所进行的多种显微操作和处理技术，如胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养等技术。经过处理后获得的胚胎，还需移植到雌性动物体内生产后代，以满足人类的各种需求。 二、精子和卵子的发生（哺乳动物） 1.精子的发生 （1）场所：睾丸（曲细精管内）。 （2）时期：初情期开始，直到生理机能衰退。 （3）过程：精子的发生过程可大体分为三个阶段： 第一阶段（初级精母细胞的形成），精原细胞先分裂为两个细胞，再经过数次有丝分裂产生多个初级精母细胞。 第二阶段（精子细胞的形成）初级精母细胞经减数分裂形成四个含单倍染色体的精子细胞。 第三阶段（精子的形成），圆形的精子细胞经过变形才能形成精子，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膜，其他物质浓缩为原生质滴。哺乳动物成熟的精子外形似蝌蚪，分为头、颈和尾三部分，其大小与动物的体型大小无关。 疑点突破 精子细胞变成精子的过程中，细胞中很多结构会消失，如何解释细胞核和线粒体都保留下来？为什么精子中的线粒体会集中在尾的基部？ 细胞核和线粒体都是精子结构中的重要部分。其中，细胞核是精子遗传物质储存和复制的场所，也是参与精、卵结合和后代遗传特性与细胞代谢活动的控制中心。而线粒体则是精子进行有氧呼吸分解营养物质产生运动能量的场所。精子中的线粒体集中在尾的基部形成线粒体鞘，是精子维持生存和运动能量的“动力工厂”或“发动机”。 2.卵子的发生 （1）场所：卵巢、输卵管。
第四节胚胎工程及其应用（第1课时） ◆教学目标 1．结合哺乳动物的受精过程示意图，阐明受精过程。 2．根据哺乳动物胚胎的早期发育过程示意图，阐明胚胎发育过程及各时期的特点。 ◆教学重难点 【教学重点】 1．理解受精的过程。 2．根据人的受精与胚卵期胚胎发育过程示意图，理解胚胎发育过程及各时期的特点。【教学难点】 1．理解受精的过程。 2．根据人的受精与胚卵期胚胎发育过程示意图，理解胚胎发育过程及各时期的特点。 ◆教学过程 【新课引入】 教师阐述哺乳动物受精研究的科学史： （1）19世纪70年代，用显微镜首次观察到海胆的精卵结合过程。 （2）19世纪80年代，观察到马蛔虫细胞的减数分裂过程。 【过渡】 哺乳动物的精卵如何完成受精作用呢？ 【新知讲解】 一、哺乳动物的受精 【学生活动】 阅读教材72页“积极思维”中的文字和图片，简述卵细胞的激活过程和哺乳动物受精的主要过程。 1．卵细胞的激活
2．受精过程 （1）一个精子穿入次级卵母细胞后，立即引起透明带及细胞质膜发生一系列变化，形成阻止其他精子进入的屏障； （2）进入次级卵母细胞的精子头部形成雄原核，刺激次级卵母细胞迅速完成减数第二次分裂，卵细胞核形成雌原核。 提问：由一个受精卵形成多细胞胚胎是哪种分裂方式的结果？ 提示：有丝分裂。 【易错辨析】 （1）受精开始的标志 精子进入次级卵母细胞。 （2）受精完成的标志 雌原核和雄原核相互融合。 （3）雌雄原核不能理解成卵子、精子原来的核，而是在原来细胞核的基础上形成的新核，原核膜已破裂。 二、精子和卵子的形成 【学生活动】 阅读教材73页的内容，认识精子和卵子形成的场所、时间、过程、遗传物质的变化，对比二者的区别。 （一）精子的形成 1．场所 哺乳动物雄性个体睾丸的曲细精管。 2．时间 性成熟后。 3．过程 曲细精管内壁上的精原细胞形成初级精母细胞，每个初级精母细胞经过减数分裂形成四个精细胞，再经过变形过程形成精子。 提问1：每个精细胞中有几个染色体组？（一个染色体组） 提问2：支持细胞起什么作用？（为精子的发生提供营养） 【过渡】
哺乳动物胚胎发育的基本过程-苏教版选修3 现代生物 科技专题教案 一、引言 从一粒受精卵到胚胎成熟，胚胎发育是一个非常复杂的过程。在这个过程中，细胞不断地分化、分裂，从而形成不同的和器官系统。对于现代生物科技的发展，了解胚胎发育的机制和过程非常重要。本教案将介绍哺乳动物胚胎发育的基本过程。 二、哺乳动物胚胎发育的基本过程 哺乳动物受精卵的发育过程可以简单地分为以下几个阶段： 1. 受精和卵裂阶段 在受精后的第一天，受精卵会进行第一次有丝分裂，并在此之后继续进行多次有丝分裂。在卵裂的过程中，细胞的数量会不断增加，但体积相对较小。 2. 囊胚和胚囊阶段 在第四天，受精卵已经发育为一个囊胚，里面包含了大量的胚胎干细胞。这些胚胎干细胞有着非常高的分化潜能，在后续的发育过程中会形成各种不同的细胞类型。此时，胚胎开始进入胚囊阶段，其中的细胞开始分化为内细胞团和外细胞团。 3. 植入阶段 当胚囊进入子宫后，胚胎开始进入植入阶段。在此阶段中，胚胎会分泌一种称为滋养膜的物质来帮助植入。此时，内细胞团分化为胚盘。胚盘中的细胞会分化为胚胎和胎盘。 4. 神经胚阶段 在发育到第三周时，胚胎进入到神经胚阶段。此时，胚胎的神经管正在形成，这是成年哺乳动物的中枢神经系统的原型。在此阶段中，胚胎不断地发生变化，并注入大量的酶分解掉原来的组织。
5. 早期器官发育和分化 在第四周，胚胎的主要器官系统开始形成。此时，胚胎中存在着原肠胚、中肾管、肺芽、心脏、肢芽等器官的原基。此时，内脏器官的发育已经开始，并且胚胎的身体轮廓已经初步形成。 6. 器官完全分化 在第八周左右，哺乳动物胎儿的所有器官系统都已经发育完成，并且开始出现更加明显和有序的分化过程。此时，胎儿的身体轮廓已经比较明显。 三、总结 在现代生物科技的发展中，对于哺乳动物胚胎的发育过程有了更深入的认识，这些认识和研究成果的发掘，深刻影响了人类生殖医学和干细胞治疗等方面的发展。了解胚胎发育的基本过程，对于我们更好地掌握现代生物科技知识是非常重要的。
专题3 胚胎工程 第1节体内受精和早期胚胎发育 [重难点] 重点：1.哺乳动物精子和卵子的发生 2.哺乳动物的受精过程 3.哺乳动物的胚胎发育 难点：1.哺乳动物受精过程中精子的获能、顶体反应、透明带反应、卵黄膜封闭作用的概念和生理功能。 2.哺乳动物胚胎发育个阶段的主要特点。 [知识精讲] 教材梳理 知识点一精子和卵子的发生 1.精子的发生 〔1〕场所：睾丸的曲细精管 〔2〕时间：从初情期到生殖机能衰退阶段。 〔3〕过程：精子的发生过程大体可以分为三个阶段： 第一阶段：初级精母细胞的形成阶段。第二阶段：初级精母细胞的分裂阶段。第三阶段：精子细胞的变形阶段。 在学习精子的发生过程时应注意以下几点： ①精原细胞的形成：精原细胞是由体细胞经细胞分化形成初始的精原细胞，初始的精原细胞经数次有丝分裂形成能进行减数分裂的精原细胞。 ②精原细胞和初级精母细胞的区别：精原细胞在进行减数分裂时，首先要进行DNA分子的复制和有关蛋白质的合成，由精原细胞变成初级精母细胞。精原细胞内每条染色体上有一个DNA分子，而初级精母细胞内每条染色体上有两个DNA分子。 ③一个精原细胞经过一次复制和两次连续的分裂，形成四个含单倍染色体的精子细胞。该过程的学习要结合必修2策中精子的形成过程理解。 ④在精细胞的变形过程中，细胞发生较大的变化，如下：
⑤动物精子的大小与动物的体型大小无关。 2.卵子的发生 〔1〕场所：卵巢 〔2〕时间：哺乳动物在出生前〔胎儿时期〕完成卵泡的形成和在卵巢内的储备，到性成熟时经减数分裂形成卵子。 〔3〕过程：卵子的发生过程大体可以分为两个阶段： 第一阶段：初级卵母细胞的形成阶段。第二阶段：初级卵母细胞分裂形成卵子阶段。 在学习卵子的发生过程时应注意以下几点： ①卵原细胞的形成：卵原细胞是由体细胞经细胞分化形成初始的卵原细胞，初始的卵原细胞经数次有丝分裂形成能进行减数分裂的卵原细胞。 ②卵原细胞和初级卵母细胞的区别：同精原细胞和初级精母细胞一样，染色体复制前是卵原细胞，复制后是初级卵母细胞。 ③减数第一次分裂是在雌性动物排卵前后完成，初级卵母细胞分裂产生一个大的次级卵母细胞，和一个小的第一极体；减数第二次分裂是在精子和卵子结合的过程中完成的，次级卵母细胞分裂产生一个大的卵子和一个小的第二极体。在此应结合必修2中减数分裂卵细胞的形成过程进行学习。 特别提示：受精作用发生的时间在两处并不矛盾。受精作用是一个过程，减数第二次分裂是在精子和卵子结合的过程中完成的，只有在减数第二次分裂完成后，才能真正完成精子和卵子的核融合过程。 ④是否受精的标志：是否受精的标志是在卵黄膜和透明带的间隙可以观察到两个极体时，说明卵子已经完成了受精。同时说明了第一极体和次级卵母细胞的分裂不是同步的，当完成受精作用时第一极体还没有分裂。 ⑤精子的发生和卵子的发生的比较：
高中生物选修3胚胎工程知识点 胚胎工程作为生物选修3课本里的内容，是高中学生需要掌握并理解的知识点。下面店铺为高中生整理生物选修3胚胎工程知识点，希望对大家有所帮助! 高中生物选修3胚胎工程重要知识点 一、体内受精与早期胚胎发育 1、胚胎发育过程 2.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即为顶体反应。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。 易错警示!(1)动物排出卵子的成熟程度不同，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，当达到减数第二次分裂的中期时，才具有与精子受精的能力。 (2)受精的标志是在卵黄膜和透明带的间隙观察到两个极体;受精完成的标志是雌、雄原核融合成合子，受精卵是个体发育的开始。 二、胚胎工程 1.胚胎移植的四大生理基础 1.胚胎移植的四大生理基础 (1)胚胎“移入”的生理基础 哺乳动物在发情排卵后的最初一段时期，不论是否妊娠，同种动物的供、受体生殖器官的生理变化相同
(2)胚胎“收集”的生理基础 早期胚胎形成后，在一定时间内不会与母体子宫建立组织上的联系，而是处于“游离”状态 (3)胚胎在受体内“存活”的生理基础 受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生“免疫排斥”反应 (4)移植后胚胎得以“继续发育”的生理基础 供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，但供体胚胎的遗传特性在孕育过程中不受任何影响 2.克隆动物、试管动物与转基因动物遗传特性比较 高中生物选修3生态工程知识点 一、生态工程的概念 生态工程是指应用生态系统中物种共生与物质循环再生原理、结构与功能相协调原则，结合系统分析的最优化方法而设计的促进物质被分层多级利用的生产工艺系统。 二、生态工程的基本原理 生态工程的设计所依据的是生态学和工程学原理 1、生态学原理 (1)物种共生原理：自然界任何一种生物都不能离开其他生物而单独生存和繁衍，存在着共生、竞争等关系，这构成了生态系统的自我调节和反馈机制。 (2)生态位原理：生态系统中各种生物都占有一定的生态位，依据此原理，可构建一个具有多层次、多种群的稳定而高效的生态系统。 (3)食物链原理：食物链/食物网是实现生态系统中物质循环、能量流动和信息传递的基础，物种间的食物关系是生态工程设计的重要因素。 (4)物种多样性原理：生态系统中生物多样性越高，抵抗力稳定性越陷越高，生态系统就越稳定。(如“三北防护林”虫害、珊瑚礁区的生机) 2、工程学原理 (1)物质循环再生原理：物质能在生态系统中循环往复，分层分级
体外受精胚胎培养 一、知识与技能目标 1、简述哺乳动物体外受精技术的主要操作步骤。 2、简述哺乳动物胚胎的早期培养方法。 3、认同体外受精在家畜快速繁殖中的重要意义。 4、能够使用通俗语言介绍体外受精何早期胚胎培养技术。 二、过程与方法目标 本节内容我们可以采用探究式的学习方法，以“试管牛”为例，以胚胎学家的身份去思考，去探究，从而激发学习兴趣、培养能力、获取知识。注意搜集依关“试管牛”技术及其发展的资料，讨论并制定试管牛工厂化生产的技术流程，达到所学知识的融会贯通。 三、情感与价值观目标 在学习中，积极参与搜集资料信息，并结合“体内受精和胚胎发育”的已有知识储备，合理的推理和设计体外与胚胎培养的流程，从其发现理论与实践的结合点与差异，体会科学探索的差异，体会科学探索的艰巨性，掌握科学探究的一般方法 四、教学过程 试管动物技术：通过人工操作使卵子和精子在条件下成熟和，并通过培养发育为早期胚胎后，再经移植产生后代的技术。 方法一：用处理，使其超数排卵，从中冲取精 子（针对实验动物如__________、____________，以及家 畜猪、羊等） 卵母细胞的_____ 方法二：从屠宰母畜卵巢中采集，或借助________、内窥镜或 等工具，直接从活体动物的中吸取______________ （针对大家畜或大型动物，如牛） 体外受精卵母细胞的培养：用方法一得到的卵子______与____________的精子在体外受精，用方法 二采集的卵母细胞在体外人工培养成熟
精子的采集：方法有、手握法和电刺激法等 精子的 ____ ：方法有培养法（通过获能培养液）、法（通过肝素或钙离 子载体A23187溶液,针对_________________等家畜的精子） 获能溶液或专用的受精溶液 受精：获能的精子＋培养成熟的卵子完成受精胚胎早期培养条件：受精卵在_________培养液中培养 培养液成分：无机盐、有机盐、__________、激素、氨基酸、核苷酸等营养成分， 以及____________等物质 五、重难点归纳 1、卵母细胞采集的方法和操作的要领是什么？ 方法一：对实验动物小鼠、兔和小家畜猪、羊等卵母细胞采集时，可先用促性腺激素处理，使其排出更多的卵子，然后在适当的时间从输卵管冲取卵子，并使其直接与获能的精子在体外受精。方法二：从刚屠宰的雌性动物体内摘取卵巢，再从卵巢中采集卵母细胞。方法三：直接从活体动物的卵巢中采集卵母细胞，叫活体采卵。需借助超声波探测仪、内窥镜或腹腔镜，直接从活的动物卵巢中吸取卵母细胞。后两种方法适用于大家畜和大动物。 注意：后两种方法采集的卵母细胞需在体外培养成熟后才能与获能的精子受精。 2、以牛为例，从屠宰场收集卵巢中的卵母细胞进行体外受精的应用效果如何？ 目前，从屠宰场废弃的卵巢中，每个卵巢平均可采集10枚左右可用卵母细胞，经体外培养成熟和受精后约可获4枚可用的胚胎，经过移植给受体母牛，最终可得到1～2头犊牛。牛的体外受精胚胎的工厂化生产已在一些发达国家开展。 六、例题分析 1、以下关于试管婴儿生产技术不存在的是（）
知能训练·课时达标 【小题达标练】 1.下列哪些过程发生在受精过程中 ( ) ①精子必须发生顶体反应,释放顶体酶 ②顶体酶可使精子穿过放射冠、透明带、细胞膜 ③卵子恢复并很快完成了减数第一次分裂 ④精子和卵子的细胞核分别形成雄原核和雌原核 ⑤透明带反应可以防止多精入卵的发生 A.①②⑤ B.①④⑤ C.②③④ D.②④⑤ 【解析】选B。在受精过程中,精子与卵子相遇时,精子释放顶体酶,溶解卵丘细胞间的物质,形成精子穿越放射冠的通路,穿越放射冠的精子立即与透明带接触,顶体酶将透明带溶出一条孔道,精子穿过透明带,之后与卵细胞膜接触,随即产生阻止后来精子进入透明带的生理反应;当精子接触卵细胞膜后,卵细胞膜立即发生拒绝其他精子再进入卵内的生理反应;卵子在与精子结合之前已经完成了MⅠ,处于MⅡ中期,只有在发生受精作用时,才能继续完成MⅡ,同时精子与卵子分别形成雄原核、雌原核,融合为合子。 【互动探究】防止多精子入卵的生理基础发生的具体时间是什么时候? 提示：透明带反应在精子触及卵细胞膜的瞬间发生,是第一道屏障;精子透过卵细胞膜进入卵后立即发生卵细胞膜反应,是第二道屏障。 【补偿训练】下列过程,哪些发生在精子入卵后 ( ) ①精子继续完成减数第二次分裂
②精子发生顶体反应 ③发生卵细胞膜反应 ④卵子完成减数第二次分裂,形成雌原核 A.③④ B.①③④ C.②③ D.①④ 【解题指南】解答本题的关键点： 明确高等哺乳动物受精的过程以及防止多精子入卵的两道屏障(透明带反应和卵细胞膜反应)。 【解析】选A。 2.卵子开始具备与精子受精能力的时期是 ( ) A.减数第二次分裂后期 B.减数第一次分裂末期 C.减数第二次分裂中期 D.减数第二次分裂结束成熟 【解析】选C。卵子发生的减数分裂过程是不连续的,第一次是在卵巢内完成的,形成的次级卵母细胞和第一极体进入输卵管,与精子的结合过程中完成减数第二次分裂。当卵子达到减数第二次分裂中期时,才具备与精子受精的能力。 【补偿训练】初级卵母细胞的减数第一次分裂完成于 ( )