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第三章胚胎工程 3.1 受精和胚胎发育教学目标：1、知识与技能： 1.简述哺乳动物体外受精技术的概念。
2.说出哺乳动物胚胎移植和胚胎分割技术的主要操作步骤。
2、过程与方法： 1.能使用通俗语言介绍胚胎移植和胚胎分割技术、胚胎冷冻保存技术、动物性别控制技术。
2.收集胚胎工程研究和发展方面的资料，提高自己对信息的收集处理以及对问题的探究能力。
首先提出问题：“你听说过试管牛、试管羊吗？你知道什么是试管动物技术吗？”从而引出试管动物技术的概念及体外受精在家畜快速繁殖中的重要意义，提出本节主题。
接着，请学生回忆第一节课的内容，并思考讨论以下各题：（1）哺乳动物体内胚胎的形成需要经过哪些过程？（2）哺乳动物体外胚胎的发育需要完成哪些环节？在学生讨论出结果的基础上，告诉学生，胚胎工程专家就是根据这几个环节来研究哺乳动物体外受精和胚胎早期培养方法的。
在学生阅读后，指导学生分组讨论：什么是胚胎移植？在学生得出胚胎移植概念的基础上，引导学生完善概念。
然后让学生通过阅读教材了解胚胎移植的现状，总结胚胎移植的意义。
有关“胚胎移植的生理学基础”的四点内容，重点讲述，并指导学生分析“为什么胚胎移植要在动物发情排卵后一段时间内进行”，以使学生了解胚胎移植的原则，为学生理解胚胎移植基本程序奠定基础。
有关“胚胎移植的基本程序”内容，阅读教材后，让学生进行概述，这时要注意指导学生理解每一步技术操作的作用。
学生自学后，讨论以下问题：（1）什么是胚胎分割？它在畜牧生产上有何意义？（2）囊胚期的内细胞团有何功能？对囊胚阶段的胚胎进行分割时要注意什么？为什么？（3）如何进行牛胚胎的分割？ A是体外受精，胚胎移植的产物 B 是一个有性生殖过程 C精子和卵细胞在体外结合成受精卵 D体细胞的核与卵的细胞质融合成受精卵 2.表现型不同的母牛生育出基因型完全相同的小牛。
产生这一结果最可能的原因是（） A试管动物培养B胚胎移植 C胚胎分割技术 D受精卵移植 3.胚胎早期培养需要用液体培养基，此培养液的成分是（） A水、无机盐、维生素、激素、有机盐、氨基酸、核苷酸、血清等 B蔗糖、水、无机盐、维生素、激素 C蔗糖、水、无机盐、氨基酸、核苷酸、血清 D水、无机盐、维生素、有机盐、淀粉等 4.卵母细胞的采集之前，用_____________处理雌性个体，使其排出更多的卵子，然后，从输卵管中冲取卵子，又叫____。
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．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。
3.1 动物的胚胎发育和胚胎工程第1课时学案苏教版选修三高二年级第二学期生物学科总第 11 课时导学案课题第三章胚胎工程第一节动物的胚胎发育和胚胎工程（第一课时）使用时间：主备人：一、学习目标：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。
二、知识构成：1.精子的发生过程是怎样的？2.卵细胞的发生过程是怎样的？3.受精作用的过程是怎样的？4.什么是哺乳动物的胚胎发育？5.胚胎发育的胚卵期主要有什么变化？6.胚胎发育的胚胎期主要有什么变化？7.胚胎发育的胎儿期主要有什么变化？8.产前检测有哪些重要意义？三、学法和自检：1.下列不属于胚胎工程技术的是（）A体外受精 B胚胎分割、胚胎移植C胚胎干细胞培养 D转基因鲤鱼的培育2.卵子的成熟部位和受精部位正确的是（）A卵巢、卵巢 B卵巢、输卵管C输卵管、输卵管 D输卵管、子宫3.精子与卵子结合过程中穿越的两道屏障是（）①顶体反应②透明带反应③卵黄膜封闭作用④精子穿越放射冠A ①②B ②③C ③④D ②④4.以下说法不正确的是（）A雄性动物从初情期开始产生精子B1个精原细胞可形成4个精子C对多数家畜来说，精子在睾丸内形成时间为两个月左右D动物体型大的产生的精子多且大5.受精卵的细胞分裂称（）A卵裂 B无丝卵裂 C第一次成熟分裂D第二次成熟分裂课题第三章胚胎工程第一节动物的胚胎发育和胚胎工程（第一课时）四、达标检测1.当卵细胞达到（）时期时，才具备与精子受精的能力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2.精子产生的阶段是（）A出生到成年 B初情期开始到个体衰老C从初情期开始直到生殖机能衰退 D从胚胎开始直到生殖器官的成熟3.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4.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、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 ①②⑤B ①④⑤C ②③④D ②④⑤五、学习小结和课外作业：1、学习小结：2、上本作业：简述哺乳动物的胚胎发育过程及其主要特点。
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。
学习重点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学习难点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。
学习过程：巩固练习：1．下列不属于胚胎工程技术的是（）A．体外受精 B．胚胎分割、胚胎移植 C．胚胎干细胞培养 D．转基因鲤鱼的培育2．卵子的成熟部位和受精部位正确的是（）A．卵巢卵巢 B．卵巢输卵管C．输卵管输卵管 D．输卵管子宫3．精子与卵子结合过程中穿越的两道屏障是（）①顶体反应②透明带反应③卵黄膜封闭作用④精子穿越放射冠A．①②B．②③ C．③④ D．②④4．以下说法不正确的是 （ ）A ． 雄性动物从初情期开始产生精子B ．1个精原细胞可形成4个精子C ．对多数家畜来说，精子在睾丸内形成时间为两个月左右D ．动物体型大的产生的精子多且大5．关于精子的描述，哪一项是错误的？（ ）A ．由精子细胞变态形成B ．精子一旦形成，便具有了运动能力C ．精子头侧面观呈梨形D ． 精子是处于最后发育阶段的生精细胞6．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7．一个杂合体的雌豚鼠，基因型为FfEe ，其排出的一粒卵细胞基因为Fe ，则可推知其随之产生的极体基因为（ ）A ．a 、b 、bB ．a 、b 、cC ．c 、d 、dD ．a 、b 、d8．排卵是指( )A ．卵子从卵泡中排出B ．卵泡从卵巢中排出C ．排出的卵子是成熟的卵细胞D ．排出的卵子马上可以与精子结合9．受精卵的细胞分裂称（ ）A ．卵裂B ．无丝卵裂C ．第一次成熟分裂D ．第二次成熟分裂10．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、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 ．①②⑤B ．①④⑤C ．②③④D ．②④⑤11．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 ．良种母牛体内此时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a b c d12．据科学家研究证实，由精细胞变性为精子的过程中，细胞核变为精子的头部，部分细胞质变为精子的颈部和尾部，大部分细胞质及多数细胞器被丢弃，但全部的线粒体被保留下来，并集中在颈部。
3.1动物的胚胎发育和胚胎工程同步测试苏教版选修三1. （2013年天津理综，T2,6分，）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）。
促性脏磁隶梢子I j 岚倔1氏倔iv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. 细胞川只有在精子的作用下才能形成成熟卵子C. n、川和”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W作为受体细胞点睛：本题综合考查减数分裂、基因工程和胚胎工程等知识，意在考查考生的获取信息、理解和综合运用的能力。
解析：据图可知，初级卵母细胞形成次级卵母细胞的过程需要促性腺激素的调节，A项正确；细胞川为次级卵母细胞，减数第二次分裂是在输卵管中伴随着受精作用完成的，B项正确；n、川和W分别为初级卵母细胞、次级卵母细胞和受精卵，它们在细胞分裂后期的染色体组数依次为:2N、2N、4N，染色体数不同，C项错误；动物细胞的受精卵全能性高，因此培育转基因动物常用受精卵作为受体细胞，D项正确。
答案:C2. （2013年江苏单科，T13,2分，★★☆）软骨发育不全为常染色体显性遗传病，基因型为HH的个体早期死亡。
一对夫妻均为该病患者，希望通过胚胎工程技术辅助生育一个健康的孩子。
下列做法错误的是（）A. 首先经超排卵处理后进行体外受精B. 从囊胚中分离细胞，培养后检测基因型C. 根据检测结果筛选基因型为hh的胚胎D. 将胚胎培养至原肠胚期后移植到子宫点睛：本题考查胚胎工程和人类遗传病的监测与预防等相关知识力和,意在考查考生获取信息的能分析判断的能力。
解析：通过胚胎工程技术辅助生育是指利用试管婴儿技术，先经超数排卵获得卵子，再将成熟的卵子与获能的精子进行体外受精,A项正确；因健康孩子的基因型为hh,故需进行基因检测,B、C项正确；对人类来说，早期胚胎在8~16细胞阶段即可移植，D项错误。
第三章胚胎工程第1节动物的胚胎发育和胚胎工程一、选择题1．防止多精入卵的两道屏障是( )①顶体反应②透明带反应③卵细胞膜反应④精子穿越放射冠A．①②B．②③C．③④D．②④解析：透明带反应和卵细胞膜反应是防止多精入卵的两道屏障。
答案： B2．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→桑葚胚→原肠胚→幼体D．受精卵→卵裂期→桑葚胚→囊胚→原肠胚→组织器官的分化解析：高等动物早期胚胎发育依次经过受精卵→卵裂期→桑葚胚→囊胚→原肠胚→组织器官的分化。
答案： D3．以下关于桑葚胚的说法不正确的是( )A．胚胎细胞达到32个左右，形似桑葚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答案： C4．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雌、雄原核的形成⑥核膜消失，雌雄原核融合A．①②③④⑤⑥B．③②④⑤⑥①C．④⑤②①③⑥D．③④②⑤⑥①解析：受精过程中，获能的精子与卵子相遇时即发生顶体反应；当精子穿越透明带触及卵细胞膜时，透明带立即封闭以阻止其他精子进入，进而激活次级卵母细胞完成减数第二次分裂，释放第二极体；雌雄原核形成后，核膜消失，雌雄原核融合在一起，形成合子，开始第一次卵裂。
答案： D5．下列关于哺乳动物精子和卵子的发生的叙述，正确的是( )A．一个精原细胞经过减数分裂可直接产生4个精子B．精子的头部主要含细胞核，中心体发育为它的顶体C．卵泡的形成和在卵巢内的储备，是在胎儿时期完成的D．排卵是指卵泡从卵巢中排出，马、牛的排卵都是排出次级卵母细胞解析：减数分裂产生的精细胞经变形才能产生精子；中心体发育为精子的尾部；排卵是指卵子从卵泡中排出。
答案： C6．下图表示通过体外受精培育牛的过程，下列叙述错误的是( )A．获取的精子经获能后才能进行体外受精B．②过程只与细胞膜的流动性有关C．③过程的细胞增殖方式一定是有丝分裂D．④过程属于胚胎移植过程解析：精子不经过获能就无法完成体外受精；②过程与细胞的识别、细胞膜的流动性以及核膜的流动性均有关；③过程是得到桑葚胚的过程，是个体发育的初期，其细胞增殖方式一定是有丝分裂；④过程是把桑葚胚移植入代孕母牛，属于胚胎移植过程。
答案： B7．下列有关哺乳动物受精作用的叙述错误的是( )A．刚刚排出的精子要在雌性动物生殖道内发生相应生理变化才能获得受精的能力B．精子变形过程中线粒体聚集到尾的基部，精子穿越放射冠需要顶体酶C．卵子在输卵管内发育到减数第二次分裂中期时才具备受精的能力D．受精成功的标志是在卵黄膜和透明带之间观察到两个极体解析：本题考查考生对受精作用的理解，关注对易错点(卵子受精的标志和受精成功的标志)的考查。
卵子受精的标志是在卵黄膜和透明带之间观察到两个极体，而受精成功的标志是雌雄原核融合形成受精卵。
答案： D8．下列说法符合胚胎移植生理学基础的是( )A．供、受体的发情时间要一致，才能使胚胎在移植前后所处的生理环境保持一致B．供体胚胎移入受体子宫的位置，应与在供体内的位置相同或相似C．受体子宫与外来胚胎发生排斥反应，是胚胎移植过程需要重点克服的难题D．胚胎移植产下的个体在遗传性状上与受体母亲相似解析：胚胎移植前，一般采用注射激素的方法使供、受体母畜发情时间一致，使胚胎在移植前后所处的生理环境保持一致，以保证胚胎移植后的恢复和继续发育。
选项B叙述正确，但不属于胚胎移植生理学基础的内容；受体对移入子宫的外来胚胎不发生免疫排斥反应；受体仅为供体胚胎提供发育的环境和营养，不改变胚胎的遗传性状。
答案： A9．下图是利用胚胎工程技术培育优质奶牛的主要步骤，下列叙述正确的是( )A．胚胎移植可以定向产生基因突变B．可选择在桑葚胚期进行胚胎分割C．①②两个胚胎具有不同遗传物质D．③可移植到任何母牛子宫内发育解析：该技术是胚胎分割移植技术。
基因突变是不定向的，胚胎移植中不可能产生定向的基因突变，所以A错误。
胚胎分割一般选择发育良好的桑葚胚或囊胚，B正确。
分割后的胚胎具有相同的遗传物质，C错误。
发育的胚胎③要移植到经过同期发情处理的同种母牛的子宫内发育，所以D错误。
答案： B10．胚胎移植是生产胚胎的供体和孕育胚胎的受体共同繁殖后代的过程。
下图为牛胚胎移植示意图，据图分析下列叙述正确的是( )A．同期发情处理与过程a使用的是同一种激素B．过程b的生理基础是供体与受体生理环境相同C．过程c有手术法和非手术法两种方法D．供体母牛、供体公牛和受体母牛均要求遗传性能优秀答案： C11．下列关于哺乳动物的胚胎干细胞的应用，不正确的是( )A．利用ES细胞可诱导分化形成新的组织细胞的特性，修复坏死或退化的细胞B．随组织工程技术的发展，将来可利用ES细胞培育出人造器官C．目前人类已能利用ES细胞治疗帕金森综合症、老年痴呆症等顽症D．ES细胞是研究体外细胞分化的理想材料解析：ES细胞用于治疗人类某些顽症，目前在动物实验方面，已成功的治愈糖尿病、肝衰竭、心衰竭和成骨不良等疑难病症，但是还没有用于人类顽症的治疗。
答案： C12．下列关于胚胎移植生理学基础的叙述，不正确的是( )A．在发情后的最初一段时期，母牛即使没有受精，其生殖系统也处于受精后的生理状态B．早期胚胎在相当一段时间是独立存在的，未与子宫建立实质性联系C．一般来说，同一物种的受体母畜对于具有外来抗原性质的胚胎并没有免疫排斥现象D．移植的胚胎，依靠自身储存的营养物质继续完成胚胎发育解析：移植的胚胎，在一定时期后会与受体子宫建立生理上和组织上的联系，从而保证了以后正常发育所需要的营养条件。
答案： D二、非选择题13．下图表示精卵相遇示意图，仔细读图，请据图回答下面的问题。
(1)写出各部分名称。
①________；②________；③____________________________；④________；⑤________。
(2)精子与卵子相遇，________内的酶释放出来，可直接溶解________之间的物质，形成精子穿越________的通路。
当精子触及卵黄膜的瞬间，会产生阻止后来精子进入透明带的生理反应，称做____________。
(3)精子入卵后，形成一个新的核即________。
与此同时，被激活的卵子完成减数第二次分裂，排出________后形成________。
(4)当_______________________________________________，受精过程至此结束。
解析：本题考查受精的过程，解题关键是理解受精的过程、受精过程中防止多精入卵的屏障，并能正确识图和析图。
当精子触及卵黄膜的瞬间，会产生阻止后来精子进入透明带的生理反应，即透明带反应，而不是卵黄膜封闭作用；受精过程完成的标志是雌、雄原核融合形成合子。
答案：(1)①透明带②放射冠(卵丘细胞) ③减数第二次分裂后期的卵子细胞核④第一极体⑤卵黄膜(2)顶体卵丘细胞放射冠透明带反应(3)雄原核第二极体雌原核(4)雌、雄原核充分发育，彼此融合形成合子14．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、细胞核内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。
答案：(1)输卵管(2)受精卵输卵管和子宫(3)胚胎发育胚后发育(4)原肠胚囊胚(5)如图所示：15．随着科学技术的发展，人们可以根据需求改造生物的性状，在许多领域取得了可喜的成果。
下图是利用奶牛乳汁生产人类血清白蛋白的图解，请据图回答：(1)在此过程中涉及的现代生物技术，属于细胞水平的有：________________________________________________________________________。
(2)在基因工程中，我们称②为________，在②进入③之前要用_______________等工具来构建基因表达载体。
②进入③的常用方法是____________。
(3)图中①一般经________处理可以得到③，从③到④的过程中一般利用去核后未受精的卵母细胞作为受体，而不用普遍的体细胞，原因是________________________________ ________________________________________________________________________。
(4)下列A～D中，表示④到⑤的过程中正确的操作方法是________，把⑤送入⑥的最佳时期是______________。
(5)⑦是⑥的后代，那么⑦的遗传性状和__________最相似，为什么？____________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。
如果②的数量太少常用________技术来扩增。
要实现⑦批量生产血清白蛋白，则要求③的性染色体是________，利用该方法得到的动物叫做______________。
(6)用这种方法生产药物与工厂化生产药物相比，前者的优越性在于____________。
答案：(1)核移植技术、动物细胞培养(2)目的基因限制性核酸内切酶、DNA连接酶和载体显微注射法(3)胰蛋白酶卵母细胞大、易操作、分化程度低，体细胞的细胞核在卵母细胞的细胞质中才能表现出全能性(4)B 桑葚胚期或囊胚期(5)荷斯坦奶牛因为个体⑦的遗传物质大部分来自荷斯坦奶牛，⑥只是为胚胎发育提供营养和场所，⑦并没有获得⑥的遗传信息PCR XX 转基因克隆动物(6)节约资源、降低成本等(答案合理即可) 16．下图为胚胎移植的基本程序及早期胚胎发育过程，请据图回答：(1)请在上面的空格处将内容补充完整：①________，②_______________。
