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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。
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：A2．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：D3．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。
3.1 体内受精和早期胚胎发育课堂探究探究点一 精子和卵子的发生·问题导引·牛、马、羊等哺乳动物的生殖方式为有性生殖，生殖的第一步是产生有性生殖细胞即精子和卵子。
思考：（1）产生精子和卵子的器官和细胞分裂方式分别是什么？（2）精子和卵子的形成过程分别开始于动物的哪一年龄段？提示：（1）产生精子和卵子的器官分别是睾丸和卵巢。
产生精子和卵子的细胞分裂方式是减数分裂。
（2）精子的形成过程开始于雄性动物的初情期，卵子的形成过程开始于雌性动物发育的胎儿时期。
·名师精讲·1．精子的发生（1）场所：哺乳动物雄性个体睾丸的曲细精管。
（2）时期：从初情期（相当于人的青春期）开始，直到生殖机能衰退。
（3）过程：家畜精子发生的过程大体可以分为三个阶段，如下图所示。
第一阶段：初级精母细胞的形成。
位于曲细精管管壁的精原细胞先分裂为两个细胞，然后进行数次有丝分裂，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，进一步形成初级精母细胞。
第二阶段：精子细胞的形成。
初级精母细胞连续进行两次分裂（即减数分裂，包括MⅠ和MⅡ）：一个初级精母细胞――→MⅠ两个次级精母细胞――→MⅡ四个含单倍染色体的精子细胞。
第三阶段：精子细胞变形为精子，如下所示。
精,子,细,胞⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫细胞核――→变为精子头部的主要部分高尔基体――→发育头部的顶体中心体――→演变精子的尾线粒体――→形成精子尾基部的线粒体鞘其他物质――→浓缩原生质滴(最后脱落)精子（包括,头、颈、尾）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。
2．卵子的发生（1）场所：卵巢和输卵管。
（2）时期：胎儿期和初情期后。
哺乳动物在出生前（即胎儿时期）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。
第一阶段——初级卵母细胞形成阶段雌性胎儿卵巢内的卵原细胞可以通过有丝分裂的方式不断增加其数量，并进一步演变为初级卵母细胞，它被卵泡细胞包围，形成卵泡。
课题：体内受精和早期胚胎发育---精子和卵子的发生一、设计思路本节是全专题的基础，理论性较强，学生会感到抽象和深奥，也不适宜探究。
但本专题又是社会热点，容易调动学习兴趣。
因此，我借助多媒体和网络，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.简述哺乳动物的精子和卵子的发生及受精过程。
2.认同胚胎工程建立及发展的意义。
三、教学重点和难点1.教学重点哺乳动物精子和卵子的发生。
2.教学难点哺乳动物精子和卵子的发生。
四、教学过程1、情境探究【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？【问】：“试管婴儿”是不是在试管中长出一胎儿呢？【阐述】：其实“试管婴儿”就是模拟母体内的环境，让精子和卵子在体外完成受精作用，然后再将受精卵在体外发育到一定阶段的胚胎移植到母体子宫内自然发育形成胎儿的一项技术。
“试管婴儿”涉及到的是“体外受精”和“胚胎移植”两项主要技术。
【阐述】：事实上，我们前两个专题“基因工程”和“细胞工程”也要用到胚胎移植技术。
比如基因工程方法获得的含有目的基因的动物受精卵，细胞工程方法获得的重组细胞都要通过胚胎移植转移到母体子宫内才能发育成动物个体。
【阐述】：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技术－胚胎工程。
请大家快速阅读P59至P60页，了解胚胎工程及其发展历程。
阅读后我们来一个快速抢答。
（1）、胚胎工程进行处理和操作的对象是什么（是在什么水平上进行处理和操作的）？（2）、胚胎工程包括哪些技术？（3）、胚胎工程中哪项技术历史最长？（4）、在体外受精技术的理论研究中，华人科学家张明觉作出什么贡献？（5）、这一发现推动了体外受精技术的发展和应用，体外受精技术的应用对促进胚胎工程产业化有何意义？【阐述】：由此可见，胚胎工程百年发展史中胚胎移植推动了体外受精技术的研究（精子获能现象的发现使该技术得以成功），体外受精技术的研究又促进了胚胎工程产业化的发展（解决了胚胎来源问题）。
专题3 胚胎工程 3.1 体内受精和早期胚胎发育——精子和卵子的发生一、选择题1．下列关于精子的说法，不正确的是( )A．精子的发生从初情期开始B．它与卵子的受精发生在子宫内C．精子细胞变形为精子时保留的细胞器主要是线粒体D．精子细胞变形为精子时细胞内的一些物质最后脱落解析：精子的发生从初情期开始；精子细胞变形为精子时，线粒体聚集在尾的基部形成线粒体鞘而保留下来，细胞内的其他物质浓缩为原生质滴，最后脱落；受精作用发生在输卵管内，而不是子宫内。
答案：B2．以下说法正确的是( )A．哺乳动物卵泡的形成是在初情期B．排卵是指排出成熟的卵泡C．排卵实质上是排出的初级卵母细胞D．排卵实质上是排出卵子解析：排卵的实质是排出卵子；排出的可能是初级卵母细胞，也可能是次级卵母细胞；卵母细胞外边有透明带和放射冠，构成卵子。
答案：D3．以下关于精子形成过程的说法，不正确的是( )A．精子细胞中的细胞核变为精子头的主要部分B．高尔基体发育为头部的顶体C．线粒体聚集在尾的基部形成线粒体鞘D．细胞内的其他物质浓缩为球状，叫做原生质滴，原生质滴中存在中心体解析：精子细胞中的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，其他物质浓缩成原生质滴。
答案：D4．哺乳动物排卵时，细胞所处时期为( )A．初级卵母细胞B．次级卵母细胞C．成熟卵细胞D．初级卵母细胞或次级卵母细胞解析：哺乳动物排出的卵子成熟程度不同，有的完成了减数第一次分裂，有的没有完成减数第一次分裂。
答案：D5．有关卵巢的叙述正确的是( )A．所有细胞都进行减数分裂B．所有细胞都可以见到染色体C．有的细胞进行有丝分裂D．所有细胞的遗传物质都相同解析：卵巢中的卵原细胞通过有丝分裂和减数分裂形成卵子。
答案：C6．初级卵母细胞的减数第一次分裂完成于( )A．排卵前后，在卵巢内B．受精前，在卵巢内C．排卵前后，在输卵管内D．受精时，在输卵管内解析：雌性动物初级卵母细胞的减数第一次分裂在动物排卵前后完成，在卵巢内进行，其结果是产生一个次级卵母细胞和一个第一极体，然后进入输卵管，准备受精。
答案：A7．在显微镜下观察动物组织切片，发现细胞内的染色体数目有的是体细胞的一半，有的是体细胞的2倍，该切片取自( )A．人的原肠胚B．牛的卵巢C．绵羊的肝脏D．家兔的胚胎解析：卵原细胞既可以进行有丝分裂，也可以进行减数分裂。
答案：B8．下列关于哺乳动物精子和卵子发生的叙述，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．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解析：1个精原细胞经过减数分裂可直接产生4个精子细胞，精子细胞变形形成精子；顶体由高尔基体发育而来；排卵是指卵子从卵泡中排出。
答案：C9．精子产生的阶段是( )A．从出生到成年B．从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解析：精子产生阶段是从初情期开始一直到生殖机能衰退。
答案：C10．胚胎工程技术包含的内容有( )①胚胎移植②核移植③胚胎分割④体外受精A．①②③ B．②③④C．①③④ D．①②④解析：本题考查胚胎工程的概念，解题关键是掌握胚胎工程的内容。
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，如体外受精、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干细胞培养等技术。
答案：C11．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：卵子的发生过程中，减数第一次分裂是在排卵前后完成的，产生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，产生一个成熟的卵子和一个第二极体。
答案：D12．下列关于精子细胞产生的叙述中，错误的是( )A．精原细胞不断分裂，一部分分化为干细胞，一部分分化为初级精母细胞B．精原细胞经历两次分裂才能成熟C．精子是由精子细胞经过减数分裂而来的D．精子细胞与精子的染色体数目相同解析：精子细胞是精原细胞经历两次分裂而来的，是减数分裂的产物。
精子是通过精子细胞变形而来的，而不是由精子细胞经过减数分裂而来的。
答案：C13．2014·临汾一中高二下学期期中]下图为精子的亚显微结构模式图。
下列有关精子发生的叙述中，不正确的是( )A．精子发生是连续的，开始于初情期B．图中①是由高尔基体发育形成的C．发育形成图中④的细胞器在植物细胞中不存在D．精子的遗传物质存在于图中的②和③解析：本题考查哺乳动物精子发生的过程，难度中等。
由图可知①②③④分别是顶体、头部、线粒体鞘和尾，在精子变形的过程中，细胞核为精子头的主要部分，高尔基体发育为顶体，中心体演变为精子的尾，线粒体在尾基部形成线粒体鞘膜，其他物质浓缩为原生质滴直至脱落。
发育形成图中④的细胞器(中心体)存在于低等植物细胞中，精子的遗传物质主要存在于图中的②(头部)，少量的存在于③(线粒体鞘)。
答案：C14．2014·临汾一中高二下学期期中]下列关于哺乳动物精子形成的叙述不正确的是( )A．雄性动物的睾丸从初情期开始源源不断的产生精子B．曲细精管内的精原细胞可通过数次有丝分裂产生大量精原细胞C．一个初级精母细胞经减数分裂即产生了四个精子D．圆形的精子细胞经过变形，其细胞核变为精子头的主要部分解析：本题考查哺乳动物精子形成的过程，难度较小。
一个初级精母细胞经减数分裂产生四个精细胞，精细胞经变形后形成四个精子。
答案：C15．2014·福建省莆田一中高二考试]下列说法正确的是( )A．哺乳动物卵泡的形成是在初情期B．排出成熟卵子细胞的过程即为排卵C．卵子形成时的分裂过程均在卵巢内完成D．卵子产生中的减数第二次分裂是在精子和卵子的结合过程中完成的解析：本题考查哺乳动物卵子发生的过程，难度较小。
哺乳动物卵泡的形成是在出生前(即胎儿时期)完成的；排卵排出的是处于减数分裂第二次分裂的次级卵母细胞；卵子形成时的分裂过程分两步，第一步(减数第一次分裂)在卵巢内完成，第二步(减数第二次分裂)在输卵管内完成；卵子产生中的减数第二次分裂是在精子和卵子的结合过程(输卵管内)中完成的。
答案：D二、非选择题16．据科学家研究证实，由精细胞变形为精子的过程中，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，并集中在尾的基部。
对这一现象的最好解释是：(1)细胞核内含有______________，以便传给下一代。
(2)丢弃大部分细胞质和细胞器，可使精子的体积________________，运动________________。
(3)精子快速运动主要依靠________________的摆动，其运动的动力主要产生于________________。
(4)保留全部的线粒体的意义在于：线粒体是________________的主要场所，通过线粒体的生理活动能形成精子运动所需的________________。
答案：(1)遗传物质(2)变小灵活(3)尾部线粒体(4)有氧呼吸ATP17．2014·黄山高三质检]请回答下列与哺乳动物精子和卵子的发生有关的问题：(1)精子细胞经________后，________发育形成精子的顶体，顶体内含有的________能协助精子穿过卵母细胞的放射冠和透明带。
(2)某动物排卵时，减数第一次分裂尚未完成，此时卵子处于________卵母细胞阶段。
当该细胞发育到________期时，才具备受精能力。
若在卵黄膜和透明带之间看到两个极体，则表明卵子已经________。
解析：(1)精子细胞变形后，高尔基体发育成精子的顶体，顶体内的顶体酶可直接溶解卵丘细胞之间的物质，形成精子穿越放射冠的通路。
(2)动物排出的卵子成熟程度不同，有的是初级卵母细胞，有的是次级卵母细胞，该动物排出的卵子未完成减数第一次分裂，此时卵子处于初级卵母细胞阶段，当细胞发育至减数第二次分裂的中期时才具备与精子受精的能力，当在卵黄膜与透明带的间隙可以观察到两个极体时，则表明卵子已经受精。
答案：(1)变形高尔基体顶体酶(2)初级减数第二次分裂中受精18．如图为哺乳动物精细胞变形成为精子的过程图解，请据图回答问题：(1)写出各部分的名称：①____________，②____________，③____________，④____________，⑤____________，⑥____________，⑦____________。
(2)精细胞变形成精子的过程中，细胞中的很多结构会消失，而细胞核和线粒体都保留下来，为什么？(3)为什么精子中的线粒体集中在尾部？解析：细胞核是遗传物质储存和复制的场所，线粒体为精子的运动提供能量，所以都要保留下来，其中精子中的线粒体集中在尾部，便于为精子运动提供能量。
答案：(1)高尔基体线粒体细胞核中心体顶体精子头线粒体鞘(2)细胞核储存遗传物质，线粒体给精子运动提供能量，所以二者都要保留，其他细胞结构都消失。
(3)便于为精子的运动提供能量。
