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《第2章细胞工程》第3节胚胎工程一胚胎工程的理论基础必会知识考点梳理拓展延伸易错警示必会知识一胚胎工程与精子和卵子的发生1．胚胎工程：是指对生殖细胞、受精卵或早期胚胎细胞进行多种显微操作和处理，然后将获得的胚胎移植到雌性动物体内生产后代，以满足人类的各种需求。
胚胎工程技术包括体外受精、胚胎移植和胚胎分割等。
(1)操作对象：生殖细胞、受精卵或早期胚胎细胞(细胞水平)。
(2)所需技术：体外受精、胚胎移植和胚胎分割等技术。
(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。
(4)理论基础：哺乳动物受精和早期胚胎发育的规律。
(5)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。
2．精子的发生(1)场所：睾丸的曲细精管。
(2)时期：从初情期开始，到生殖机能衰退。
(3)过程3．卵子的发生(1)场所：雌性动物的卵巢、输卵管。
(2)时期：动物的胚胎在性别分化以后(胎儿期和初情期后)。
(3)过程第1阶段：胎儿期(卵巢)第2阶段：排卵前后(卵巢或输卵管)第3阶段：精子和卵子结合的过程中(输卵管)当在卵细胞膜和透明带的间隙可以观察到两个极体时，说明卵子已经完成了受精，这是判断卵子是否受精的重要标志。
必会知识二受精1．概念：受精是精子和卵子结合形成合子(即受精卵)的过程。
包括受精前的准备阶段和受精阶段。
2．场所：在自然条件下，哺乳动物的受精在输卵管内完成。
3．过程：受精前的准备阶段和受精阶段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，才能获得受精能力，这一现象称为“精子获能”。
现已有使精子在体外获能的方法，实现了各种哺乳动物精子在体外条件下的获能。
②准备阶段2—卵子的准备：卵子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受精阶段：精子穿越卵细胞膜外的一些结构→精子接触卵细胞膜→精子入卵→雌、雄原核形成→雌、雄原核融合，形成合子。
![【小初高学习]2017-2018学年高中生物 第2章 胚胎工程 第1节 胚胎工程的理论基础 第1课时](https://uimg.taocdn.com/e8035c35763231126fdb110f.webp)
第1课时生殖细胞的形成[目标导读] 1.结合教材P24～26图文，简述精子的形态结构、发生过程和激素调节。
2.分析教材P27～28内容，理解卵细胞的形态结构、发生过程和激素调节。
[重难点击] 1.精子和卵细胞的形态、结构。
2.精子和卵细胞的形成过程。
黑脚雪貂目前已成为世界上濒危的哺乳动物之一。
成年黑脚雪貂平均身长0.5米，体重1千克，毛色浅黄。
美国史密森国家动物园科学家利用两只死亡多年的雄性雪貂的冷冻精液，通过人工授精，成功培育出了两只雪貂宝宝，所用精液采集于1997年和1998年并被冷冻保存长达10年之久。
雪貂宝宝的培育成功，为这种世界上濒临灭绝的哺乳动物的保护提供了有效方法。
动物的精子是怎样形成的？雪貂宝宝经过了怎样的发育过程呢？请进入本节的学习。
一、精子的发生1．精子的形态结构(如图)(1)头部：由顶体和变形的细胞核构成。
①顶体内含有多种与受精有关的水解酶。
②细胞核中染色体高度浓缩，含有雄性动物的全部遗传信息，细胞质很少。
(2)中段：线粒体鞘中含有很多线粒体，可提供精子运动所需的能量。
(3)尾部：很长，是精子代谢和运动的器官。
小贴士不同种动物精子的形态相似，大小略有不同，与动物的体型大小无关。
2．精子的发生过程(哺乳动物为例)(1)场所精子是在睾丸中发生和成熟的。
(2)过程①增殖期：精原细胞通过有丝分裂增殖，一部分贮藏于曲细精管中继续增殖，另一部分进入生长期。
②生长期：精原细胞长大成为初级精母细胞。
③成熟期：初级精母细胞进行连续两次分裂。
减数分裂Ⅰ后形成2个次级精母细胞，减数分裂Ⅱ后形成4个精子细胞。
④精子形成期：精子细胞经过一系列的变化，形成成熟的精子。
小贴士精子成熟后，从曲细精管进入附睾中进一步发育，并贮藏在附睾中。
附睾中的精子一般没有受精能力，只有当精子头部的糖蛋白被分解后精子才能具备受精能力。
3．精子发生的激素调节睾丸各曲细精管之间的间质细胞有分泌雄性激素的功能，最重要的雄性激素是睾丸酮。
胚胎工程（含答案）第1课时胚胎工程的理论基础[学习目标] 1.简述受精前精子和卵子的准备以及受精的过程。
2.简述胚胎早期发育的过程及其主要特点。
一、受精1．胚胎工程的概念(1)操作对象：动物生殖细胞、受精卵或早期胚胎细胞。
(2)技术基础：如体外受精、胚胎移植、胚胎分割等。
(3)特点：经过多种显微操作和处理后获得的胚胎，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。
(4)理论基础：哺乳动物受精和早期胚胎发育的规律。
(5)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。
2．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：哺乳动物的输卵管内。
(3)过程精子获能：在雌性动物的生殖道内完成准备阶段MⅡ期才具备受精能力|↓受精阶段获能后的精子与卵子相遇(精子释放多种酶，以溶解卵细胞膜外的一些结构)精子触及卵细胞膜(透明带发生生理反应，阻止后来的精子进入透明带)(卵细胞膜发生生理反应，拒绝其他精子再进入卵内)的核膜破裂并形成一个新的核膜，最后形成雄原核成减数分裂Ⅱ，排出第二极体后，形成雌原核|↓雌、雄原核结合(受精完成的标志)受精卵判断正误(1)精子和卵子相遇结合形成受精卵的部位是输卵管()(2)精子和卵子都需要经过获能才能进行受精作用()(3)受精的标志是观察到两个极体；受精完成的标志是雌、雄原核融合形成合子()(4)动物排出的卵子成熟程度不同，都要在卵巢中进一步发育到M Ⅱ期才具备受精能力()答案(1)√(2)×(3)√(4)×解析(2)精子需要经过获能处理才能完成受精过程，而卵子需要在输卵管中经过进一步发育才能与获能的精子完成受精作用。
(4)动物排出的卵子成熟程度不同，都要在输卵管中进一步发育到M Ⅱ期才具备受精能力。
任务一：受精过程1．受精过程中卵子的哪些结构发生生理反应可以防止多精入卵？这有什么意义？提示阻止多精入卵有两道屏障：第一道屏障是透明带发生生理反应，第二道屏障是卵细胞膜发生生理反应。
第2课时胚胎的发育[目标导读] 1.阅读教材P29内容，了解哺乳动物的受精过程。
2.结合教材P30图文，简述哺乳动物胚胎发育的过程及其主要特点。
[重难点击] 1.受精作用的概念。
2.动物胚胎发育的基本过程。
英国人W·希普于1890年在剑桥大学将纯种安哥拉兔的两个4细胞胚胎移植到一只毛色特征完全不同的比利时兔的输卵管内，结果生出两只纯种的安哥拉兔。
这是世界上第一例胚胎移植，胚胎工程由此创始。
什么是胚胎工程呢？胚胎工程的操作对象、技术手段、理论基础分别是什么？想了解这些，就让我们先来学习这一节：受精作用和早期胚胎发育。
解决学生疑难点一、受精作用1．概念：两性配子结合形成一个新细胞合子的过程。
2．受精场所：输卵管。
3．受精过程(1)顶体反应：精子的顶体释放水解酶(也叫顶体酶)，将卵细胞的透明带分解，从而进入卵细胞内(如图A)。
(2)透明带反应：精子接触卵黄膜时，卵细胞被激活，释放出一种物质传播到卵黄表面，引起透明带发生改变，阻止后来的精子入卵(如图B)。
(3)精子入卵：人和许多哺乳动物的精子是在次级卵母细胞处于减数分裂Ⅱ的中期时进入的，精子进入后，次级卵母细胞才完成减数分裂Ⅱ，并放出第二极体，之后卵核和精核才融合为一个合子核，完成受精作用(如图C)。
根据下面哺乳动物受精过程示意图，请分析：1．过程①、②中，精子要穿过放射冠和透明带，依赖于哪种反应？答案顶体反应。
2．过程③之后，其他精子很难再入卵，原因是什么？有什么意义？答案发生了透明带反应，防止多精入卵，保证子代细胞中染色体数目正常。
3．当观察到卵细胞膜和透明带的间隙出现两个极体时，说明卵母细胞已经发生了什么变化？答案卵细胞膜和透明带的间隙出现两个极体时，说明卵母细胞已经完成了减数第二次分裂，这是受精的标志。
4．卵核和精核是指卵细胞和精子原来的细胞核吗？答案不是。
卵核和精核不能理解成卵细胞和精子原来的细胞核，而是在原来细胞核的基础上形成的新核，原核膜已破裂。
5．上述过程发生在雌性动物的哪个部位？答案输卵管。
1．在受精过程中，下列描述正确的是( )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、卵细胞膜③卵细胞恢复并很快完成了第一次成熟分裂④精子和卵细胞的细胞核分别形成雄原核和雌原核⑤透明带反应防止了多精入卵和多精受精的发生A．①②⑤ B．①④⑤C．②③④ D．②④⑤答案 B解析在受精过程中，精子与卵子相遇时，精子顶体释放顶体酶，溶解卵泡细胞间的物质，形成精子穿越放射冠的通道，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反应；精子入卵后，卵细胞膜立即发生拒绝其他精子再进入卵内的生理反应；在受精过程中，卵子已经完成了减数分裂Ⅰ，且处于减数分裂Ⅱ中期，只有完成受精作用以后，才继续完成减数分裂Ⅱ，受精后精子和卵子核膜都破裂，之后形成雄原核、雌原核并融合在一起，即形成合子核。
二、胚胎发育的过程1．起点：受精卵。
2．分裂方式：有丝分裂。
3．场所：最初在输卵管，后移入子宫。
4．早期胚胎发育的三个阶段(1)桑椹胚①受精卵开始进行的几次有丝分裂叫卵裂，当卵裂球分裂到16～32个细胞时的细胞团叫桑椹胚。
②当卵裂球内含2～8个细胞时，每个细胞都具有全能性，可以作为胚胎移植的核供体。
(2)囊胚①由内细胞团和滋养层细胞组成。
内细胞团将来发育成完整的胚胎，滋养层细胞发育成胎膜和胎盘，为胚胎提供营养。
②囊胚内部出现的空腔叫囊胚腔，囊胚期开始出现细胞分化。
(3)原肠胚：由外胚层、中胚层、内胚层组成。
下图是高等动物的生命周期示意图，据图分析：1．个体发育指的是哪个过程？答案由受精卵到性成熟个体的过程。
2．卵裂期的细胞分裂方式是怎样的？该过程中，细胞的数目、单个细胞的体积、胚胎的总体积如何变化？答案卵裂期的细胞分裂方式是有丝分裂。
卵裂中，细胞数目不断增加；单个细胞体积缩小；胚胎总体积不变或略有缩小。
3．细胞分化开始于哪个阶段？变化最大的是哪个阶段？答案囊胚；原肠胚。
2．下列能正确表示高等动物胚胎发育顺序的是( )A．受精卵→囊胚→卵裂→原肠胚→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D．受精卵→卵裂→桑椹胚→囊胚→原肠胚→组织器官的分化答案 D3．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答案 C解析内细胞团将来发育成胎儿的各种组织。
题后归纳早期胚胎发育的过程1．受精过程完成的标志是( )A．释放第二极体B．雌、雄原核形成C．雌、雄原核融合形成合子D．第一次卵裂答案 C解析雌、雄原核充分发育后，相向移动，彼此接触，二者体积缩小、合并，两组核染色体合为一组形成合子，即受精卵，至此受精过程完成。
2．关于受精作用，下列说法错误的是( )A．受精作用发生在输卵管中B．受精前精子和卵细胞已经完成减数分裂ⅡC．精子与卵细胞的相互识别依靠细胞膜上的糖蛋白D．精子和卵细胞接触时，精子发生顶体反应，释放出水解酶，将卵细胞的透明带分解，从而进入卵细胞内答案 B解析精子和卵细胞结合过程中次级卵母细胞才完成减数分裂Ⅱ。
3．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。
4．桑椹胚是指( )A．含有一个充满液体的腔B．总体积大于受精卵C．受精卵不断分裂后形成D．外面无透明带答案 C解析桑椹胚阶段细胞数目大约为16～32个，胚胎形成致密的细胞团，形似桑椹。
这一阶段的每个细胞都具有发育成完整胚胎的潜能，属于全能细胞。
5．如图表示哺乳动物发育过程的几个阶段，请据图回答下列问题：(1)写出各个阶段的名称：A：________，B：________，C：________。
(2)写出图中各标号的名称：[2]________，[4]________，[5]________，[7]________，[8]________。
(3)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________。
(4)[2]将来发育成________________。
答案(1)桑椹胚囊胚原肠胚(2)内细胞团囊胚腔外胚层原肠腔内胚层(3)全能细胞分化胚层分化(4)胎儿的各种组织课时作业[基础过关]1．下列关于受精作用的叙述，错误的是( )A．受精作用进行时，通常是精子的头部进入卵细胞，尾部留在外面B．一旦卵细胞与一个精子结合后，卵细胞膜会发生变化，以阻止其他精子再进入C．受精卵中的染色体一半来自父方，一半来自母方。
受精卵中的DNA也同样是一半来自父方，一半来自母方D．受精前的卵细胞代谢较慢，受精后的卵细胞十分活跃解析受精卵中的染色体一半来自父方，一半来自母方，使得细胞核中的DNA一半来自父方，一半来自母方，细胞质中的DNA主要来自卵细胞，即来自母方。
2．关于卵细胞的成熟部位和受精部位叙述正确的是( )A．卵巢卵巢B．卵巢输卵管C．输卵管输卵管D．输卵管子宫答案 C解析排出的卵细胞需要在输卵管内进一步成熟，然后再与获能的精子在该场所受精。
3．受精过程的顺序为( )①第一次卵裂开始②释放第二极体③顶体反应④穿越透明带⑤精核、卵核的形成⑥核膜消失，精核、卵核融合A．①②③④⑤⑥ B．③②④⑥⑤①C．④⑤②①③⑥D．③④②⑤⑥①答案 D解析受精过程的顺序为：顶体反应→释放第二极体→精核、卵核的形成→精核、卵核融合→第一次卵裂开始。
4．胚胎发育的哪一阶段，每一个细胞都具有发育成完整胚胎的潜能( )A．胎儿期B．原肠胚C．囊胚D．桑椹胚答案 D解析桑椹胚时期每一个细胞都具有发育成完整胚胎的潜能。
囊胚、原肠胚、胎儿期都在桑椹胚阶段之后，随着细胞分化程度的提高，大部分细胞不能再发育成完整胚胎。
5．能够发育成胎膜和胎盘的是( )A．内细胞团 B．滋养层 C．外胚层 D．内胚层答案 B解析由滋养层发育为胎儿的胎膜和胎盘。
6．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．囊胚期细胞出现了细胞分化，但遗传物质未发生改变C．囊胚期细胞分化是由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，而是转录水平上的差异引起的答案 C解析细胞分化并非遗传物质的改变引起的，而是基因的选择性表达的结果，即转录水平上[能力提升]7．下列关于哺乳动物受精和发育的叙述正确的是( )A．雌性动物排卵后，遇到精子即可完成受精B．胚胎发育至囊胚时即已开始了细胞分化，这是由于基因开始进行选择性表达C．动物卵细胞的形成过程始于初情期后D．动物的个体发育过程是：受精卵→卵裂→桑椹胚→囊胚→原肠胚→幼体答案 B解析雌性动物排出的卵细胞并非成熟的卵细胞，即使遇到精子，也要在成熟至减数分裂Ⅱ的中期时，才具备与精子受精的能力；胚胎在桑椹胚后继续发育至囊胚时开始分化，分化的实质是基因的选择性表达；动物卵细胞的发生始于性别分化后。
动物的个体发育过程包括胚胎发育和胚后发育。
8．下列细胞，哪一个代表已经完成受精的卵细胞( )答案 C解析卵细胞受精的标志是在卵细胞膜和透明带的间隙可观察到两个极体，故C项正确。
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的增加而不断增大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答案 A解析胚胎发育的卵裂期，卵裂球的总体积基本不变，因此细胞的体积会随着分裂次数的增加而不断减小；囊胚的滋养层细胞不具有发育全能性，只能发育成胎膜和胎盘，内细胞团细胞才具有发育全能性；原肠胚发育分化形成内、中、外三个胚层。
10．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( )答案 A解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。
11．下图表示精卵相遇的示意图。
仔细读图，回答下列问题：(1)写出各部分名称：①________；②________；③______________________；④____________；⑤____________。
(2)精子与卵细胞相遇，________内的某些酶类释放出来，将卵细胞的________分解，从而进入卵细胞内。
