人教版選修三3.1體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育學案

1、專題 3 胚胎工程3.1 體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育學習目標 核心素養(yǎng) 1.簡述哺乳動物的精子和卵子的發(fā)生及受精 過程。2.哺乳動物受精過程中精子的獲能、頂體反 應、透明帶反應、卵細胞膜反應的概念和生 理功能。3.簡述哺乳動物的胚胎發(fā)育過程及其主要特 點。1.生命觀念：以精子和卵細胞的結(jié) 構(gòu)為例，闡述細胞的結(jié)構(gòu)與功能相 適應。2.科學思維：以精子的運行途徑為 線索，設(shè)計一幅簡圖，說明哺乳動 物的受精過程。一、胚胎工程的概念1 操作對象：動物 1 早期胚胎或配子。2 處理技術(shù)：如體外受精、胚胎移植、 2 胚胎分割、胚胎干細胞培養(yǎng)等技 術(shù)。3 實質(zhì)：在體外條件下，對 3 動物自然受精和早期胚胎發(fā)育條件

2、進行的模 擬操作。二、精子和卵子的發(fā)生1精子的發(fā)生(1) 場所： 4 睪丸。(2) 時期：雄性動物從 5 初情期開始，直到生殖機能衰退。(3) 精子的形成過程精原細胞 有絲分裂第一階段 演變初級精母細胞 6 減數(shù)第一次分裂第二階段次級精母細胞減數(shù)第二次分裂精子細胞第三階段 7 變形細胞核精子頭 高爾基體頂體 中心體尾 線粒體線粒體鞘 其他物質(zhì)原生質(zhì)滴最后脫落(4) 精子的形狀：外形似蝌蚪，分 8 頭、頸、尾三大部分2卵子的發(fā)生(1) 場所： 9 卵巢。(2) 時間：在胚胎的 10 性別分化后(3) 過程三、受精1概念：受精是 14 精子與 15 卵子結(jié)合形成 16 合子(即受精卵 )的過程。2

3、 場所：在 17 雌性動物的輸卵管內(nèi)完成。3過程(1) 受精前的準備階段精子獲能：剛排出的精子， 正常情況下必須在 24 雌性動物的生殖道內(nèi)發(fā) 生相應的生理變化后，才能獲得受精能力。卵子的準備：發(fā)育到 25 減中期，才具備與精子受精的能力。(2) 防止多精入卵的屏障透明帶反應 (第一道屏障 )：精子觸及 26 卵細胞膜的瞬間，會產(chǎn)生阻止后 來的精子進入透明帶的生理反應。卵細胞膜反應 (第二道屏障 )：精子 27 入卵后，卵細胞膜會立即發(fā)生一種 生理反應，拒絕其他精子再進入卵內(nèi)。(3) 原核形成及融合雄原核形成：精子入卵后，尾部脫離，原有的核膜破裂， 隨后形成新的 28 核膜，最后形成 29 雄

4、原核。雌原核形成：被激活的卵子完成 30 減數(shù)第二次分裂，排出 31 第二極體后，形成 32 雌原核。并，形成(4) 融合：兩核充分發(fā)育后，相向移動，彼此接觸，體積縮小、 一個含 33 二倍染色體的合子 (即受精卵 )。四、早期胚胎發(fā)育過程1 場所： 34 輸卵管、子宮。2 細胞分裂方式： 35 有絲分裂。3過程受精卵細胞分裂方式： 36 有絲分裂卵裂期 細胞數(shù)量 37 不斷增加，胚胎總體積38 并不增加或略有縮小桑椹胚細胞數(shù)目為 39 32 個左右細胞都具有 40 全能性內(nèi)細胞團：發(fā)育成 41 胎兒的各種組織 囊胚滋養(yǎng)層細胞：發(fā)育成 42 胎盤和胎膜外胚層：由內(nèi)細胞團 43 表層的細胞形成

5、原腸胚內(nèi)胚層：由內(nèi)細胞團 44 下方的細胞形成1判斷下列敘述的正誤。(1) 精子和卵子相遇結(jié)合形成受精卵的部位是輸卵管。 ( )(2) 精子在初情期后開始形成，兩次分裂連續(xù)進行；卵子在胚胎性別分化以 后形成，兩次分裂不連續(xù)進行。 ( )(3) 次級卵母細胞的減數(shù)第二次分裂完成于排卵前后，場所是卵巢內(nèi)。( × )(4) 受精完成的標志是在透明帶和卵細胞膜之間觀察到兩個極體。( × )(5) 卵裂階段的細胞分裂方式包括有絲分裂和減數(shù)分裂。 ( × )(6) 卵裂階段細胞中有機物、 DNA 的含量增多，細胞體積增大。 ( × )(7) 胚胎發(fā)育過程中開始分化的

6、階段是原腸胚期。 ( × )(8) 卵裂球細胞的體積隨分裂次數(shù)增加而不斷增大。 ( × )(9) 滋養(yǎng)層細胞發(fā)育成胎兒的胎膜和胎盤等結(jié)構(gòu)發(fā)生在囊胚期。 ( × )(10) 雄原核形成的同時，卵子完成減數(shù)第二次分裂。 ( )2 (2019 ·黃驊月考 )下列關(guān)于從配子形成到早期胚胎發(fā)育過程的敘述中， 正確的是 ( )A排卵就是排出成熟卵細胞的過程B受精作用完成的標志是透明帶內(nèi)出現(xiàn)三個極體C動物胚胎發(fā)育的早期有一段時間是在透明帶內(nèi)進行的D囊胚期的內(nèi)細胞團將來發(fā)育成胎盤和胎膜解析：選 C 排卵是指卵子從卵泡中排出， 排出的卵子可能是初級卵母細胞， 也可能是次級

7、卵母細胞， A 錯誤；受精作用完成的標志是雌、雄原核的融合， B 錯誤；動物胚胎發(fā)育的早期有一段時間是在透明帶內(nèi)進行的， C 正確；囊胚期的 內(nèi)細胞團將來發(fā)育成各種組織，滋養(yǎng)層將來發(fā)育成胎盤和胎膜， D 錯誤。探究點一 | 精子和卵細胞的發(fā)生| 核心探究 |一、精子的發(fā)生1精子的發(fā)生過程(1) 第一階段 (初級精母細胞的形成 )，精原細胞進行數(shù)次有絲分裂，產(chǎn)生大量 的精原細胞， 其中部分精原細胞經(jīng)過染色體復制和其他物質(zhì)的合成， 進一步形成 初級精母細胞。(2) 第二階段 (精子細胞的形成 )，每個初級精母細胞經(jīng)減數(shù)分裂形成四個含單 倍染色體的精子細胞。(3) 第三階段 (精子的形成 )，圓形的

8、精子細胞經(jīng)過變形才能形成精子，其中的 細胞核變?yōu)榫宇^的主要部分， 高爾基體發(fā)育為頭部的頂體， 中心體演變?yōu)榫拥奈?，線粒體聚集在尾的基部形成線粒體鞘。 同時， 細胞內(nèi)的其他物質(zhì)濃縮為原 生質(zhì)滴?？筛爬ㄈ缦拢?精子的形態(tài)和大小大小略有不哺乳動物成熟的精子外形似蝌蚪， 不同種動物精子的形態(tài)相似， 同，這與動物的體型大小無關(guān)。二、卵子的發(fā)生1 發(fā)生過程2卵子發(fā)生過程中的注意事項(1) 正常情況下， 1 個卵泡只能形成 1 個成熟的卵子。(2) 排卵是指卵子從卵泡中排出，而不是卵泡從卵巢中排出。(3) 剛排出的卵子尚未完全成熟，一般僅完成減數(shù)第一次分裂，需要在輸卵 管內(nèi)進一步成熟，直到減數(shù)第二次分裂

9、的中期時，才具備與精子受精的能力。(4) 在卵細胞膜和透明帶之間觀察到兩個極體，一個是次級卵母細胞分裂后 產(chǎn)生的極體， 另一個是減數(shù)第一次分裂后形成的極體。 多數(shù)哺乳動物的第一極體 不再進行減數(shù)第二次分裂。三、精子和卵子的發(fā)生1精子和卵子發(fā)生的四個不同點項目精子發(fā)生卵子發(fā)生場所雄性動物睪丸的曲細精管內(nèi)雌性動物的卵巢內(nèi) (M )和輸卵管內(nèi) (M )時期初情期開始，直到生殖機能衰退胚胎時期性別分化以后和初情期以后M：雌性動物排卵前后M：精卵結(jié)合過程中過程特點M 和 M 是連續(xù)的； 兩次分裂細胞質(zhì)都是均等 分配；需要變形 M 和 M 是不連續(xù)的；只有 M 中的第一極體分裂為第二極 體時細胞質(zhì)均等分配

10、，其余細胞質(zhì)都是不 均等分配；不需要變形結(jié)果形成 4 個精子形成 1 個卵子和 3 個極體2精子和卵子發(fā)生的三個相同點(1) 原始生殖細胞的增殖為有絲分裂。(2) 生殖細胞的形成過程為減數(shù)分裂。(3) 形成過程均經(jīng)一次染色體復制和兩次分裂，子細胞中染色體數(shù)目減半易 錯 易 混精子和卵子產(chǎn)生的四個易錯點（1）性原細胞與精子、卵子的產(chǎn)生方式不同。性原細胞經(jīng)有絲分裂產(chǎn)生；精 子（卵子）是由精 （卵）原細胞經(jīng)減數(shù)分裂形成的。（2）精子和卵子的發(fā)生時間是不同的。哺乳動物卵泡的形成和在卵巢中的儲 備，是在出生前完成的；雄性動物發(fā)育到初情期開始產(chǎn)生精子。（3）排卵是指卵子從卵泡中排出，而不是卵泡從卵巢中排出

11、。（4）不同動物排出的卵子成熟程度不同。有的排出的可能是初級卵母細胞（如馬、犬等 ），有的可能是次級卵母細胞 （如豬、羊等 ）。| 探究演練 |1 （2019 ·佛山期末 ）下列有關(guān)家畜精子發(fā)生過程的敘述， 不正確的是 （ ）A精原細胞在曲細精管中通過有絲分裂進行增殖B初級精母細胞在曲細精管中連續(xù)進行兩次分裂 C精細胞變形成為精子的過程是一系列復雜的變化過程D精子發(fā)生始于胎兒時期，終于生殖機能衰退解析：選 D 精子的發(fā)生始于初情期，終于生殖機能衰退。2 下列有關(guān)卵子發(fā)生的說法不正確的是 （ ）A哺乳動物卵泡的形成和在卵巢中的儲備，是在出生前完成的，這是精子 和卵子在發(fā)生上的重要區(qū)別B

12、卵原細胞增殖是通過有絲分裂完成的C哺乳動物卵原細胞的形成發(fā)生在胎兒時期D排卵是指卵泡從卵巢中排出解析： 選 D 哺乳動物卵泡的形成和在卵巢中的儲備，是在出生前 （胎兒時 期 ）完成的，這是精子和卵子在發(fā)生上的重要區(qū)別， A 正確；卵原細胞可以通過 有絲分裂進行增殖， 通過減數(shù)分裂形成成熟的卵細胞， B 正確；哺乳動物卵原細 胞形成于胎兒時期性別分化以后， C 正確；排卵是指卵子從卵泡中排出， D 錯誤。3 （2019 ·鄭州八校聯(lián)考 ）下列關(guān)于同種生物精子、卵子發(fā)生過程的說法，錯誤的是 ()A初級精母細胞和初級卵母細胞的形成時間不同B精子和卵子發(fā)生的過程中， M和 M 的時間連續(xù)性不

13、同C精子和卵子的形成都需要經(jīng)過變形 D雄性動物和雌性動物體內(nèi)一個原始生殖細胞形成的成熟生殖細胞數(shù)目不 同解析：選 C 初級精母細胞是雄性動物初情期開始后， 才由精原細胞演變形 成的，而初級卵母細胞是在胎兒期性別分化后形成的， A 正確；精子的發(fā)生過程 中， M和 M 是連續(xù)的，而卵子的發(fā)生過程中， M和 M 是不連續(xù)的， B 正確；精子形成過程中需要變形，卵子形成過程中不需要變形， C 錯誤；雄性動 物體內(nèi)的一個精原細胞經(jīng)過減數(shù)分裂可以形成 4 個成熟的精子，而雌性動物體 內(nèi)的一個卵原細胞經(jīng)過減數(shù)分裂可以形成 1 個卵細胞， D 正確。4如圖表示高等動物卵子的發(fā)生過程，請據(jù)圖回答有關(guān)問題。(1

14、) 圖中 A 是，B 是，E 是(生理過程 )，階段 C是指個體發(fā)育的 (時期 )。(2) 精子開始形成的時期是 ，精子形成過程中不同于卵子形成過程的最主要區(qū)別是 ，該過程保留下的主要結(jié)構(gòu)是 和。(3) 能發(fā)生染色體的著絲點分裂的階段是 。(填序號 )解析： (1)圖中為減數(shù)分裂，只有在受精后，次級卵母細胞才能最終完 成減數(shù)第二次分裂，因此 E 是受精， B 是合子；卵泡的形成是在胎兒期，減數(shù) 分裂是從初情期后開始的，因此階段 C 為胎兒期，階段 D 為初情期后。 (2) 精子 開始形成的時期是初情期，精原細胞經(jīng)過減數(shù)分裂，即兩次連續(xù)的分裂(M 和M )產(chǎn)生精子細胞，再經(jīng)過變形過程才形成精子

15、(而卵子的形成不需要變形 )，精 子中很多結(jié)構(gòu)會消失，而細胞核和線粒體被保留下來。 (3) 染色體的著絲點分裂 發(fā)生在有絲分裂和減數(shù)第二次分裂中，因此為圖中階段。答案： (1)第一極體 合子 受精 胎兒期 (2)初情期 需要變形 細胞核 線粒體 (3)探究點二 | 受精作用和胚胎發(fā)育| 核心探究 |一、受精作用1受精階段“四步曲”過程主要變化獲能的精子穿越放射冠精子獲能后，與卵子相遇時發(fā)生頂體反應，使頂體內(nèi)的酶釋 放出來，可直接溶解卵丘細胞之間的物質(zhì)，形成精子穿越放 射冠的通路穿越透明帶精子與透明帶接觸，頂體酶將透明帶溶出一條孔道，精子借自身運動穿越透明帶進入卵細胞膜精子與卵細胞膜接觸，立即被

16、卵細胞膜表面的微絨毛抱合，隨后精子外膜和卵細胞膜相互融合，精子入卵形成原核精子入卵后尾部脫離，原有的核膜破裂，形成新的核膜，最 后形成雄原核；與此同時，精子入卵后被激活的卵子完成減 數(shù)第二次分裂，排出第二極體后，形成雌原核融合雌、雄原核充分發(fā)育后，相向移動，彼此接觸，二者體積縮小、合并，形成一個含二倍染色體的合子 (即受精卵 )2.受精過程中的三大反應與防止多精入卵的兩道屏障(1) 頂體反應：獲能后的精子與卵子相遇時釋放頂體酶的過程。頂體反應的 主要作用是形成精子穿越放射冠的通路，是精子和卵子結(jié)合必不可少的條件。(2) 透明帶反應：是在精子觸及卵細胞膜的瞬間，產(chǎn)生的阻止后來的精子進 入透明帶的

17、生理反應。這是防止多精入卵受精的第一道屏障。(3) 卵細胞膜反應：是在精子入卵后，卵細胞膜會立即發(fā)生的一種生理反應， 拒絕其他精子再進入卵內(nèi)。這是防止多精入卵受精的第二道屏障。易 錯 易 混(1) 精子獲能是指精子獲得受精“能力” ，而不是獲得能量。(2) 卵子受精的標志受精完成的標志；卵子受精的標志是在透明帶和卵細 胞膜之間觀察到兩個極體； 而受精過程完成的標志是雌、 雄原核的融合， 形成二 倍體合子。(3) 受精卵的遺傳物質(zhì)中， 核遺傳物質(zhì)一半來自精子 (父本 )，一半來自卵子 (母 本)，細胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)幾乎全部來自卵子。精子的線粒體聚集在尾的基部形 成線粒體鞘，卵細胞的線粒體在細胞質(zhì)

18、中，但受精時，精子尾部脫落，只有精子 的頭部進入卵子，因此受精卵的線粒體主要由卵細胞提供。二、胚胎發(fā)育1早期胚胎發(fā)育的過程示意圖2胚胎發(fā)育過程中各時期的特點(1) 卵裂期：胚胎發(fā)育的早期有一段時間是在透明帶內(nèi)進行的，這一時期稱 為卵裂期。其細胞分裂方式是有絲分裂。(2) 桑椹胚：動物胚胎發(fā)育的早期階段，一個受精卵經(jīng)過多次分裂，形成由 32 個左右細胞組成的細胞團，這個細胞團就是桑椹胚。卵裂腔幾乎沒有或者很 小。該階段前的每一個細胞均未分化， 都具有發(fā)育成完整胚胎的潛能， 均屬于全 能細胞。(3) 囊胚：由桑椹胚進一步發(fā)育，形成一個中空的細胞球，這個具有空腔的 胚胎叫囊胚。桑椹胚進一步發(fā)育，細胞

19、開始分化。聚集在胚胎一端，個體較大的 細胞為內(nèi)細胞團，將來發(fā)育成胎兒的各種組織，而沿透明帶內(nèi)壁擴展和排列的、 個體較小的細胞稱為滋養(yǎng)層細胞， 將來發(fā)育成胎膜和胎盤。 隨著胚胎進一步發(fā)育， 胚胎的內(nèi)部出現(xiàn)了含有液體的囊腔囊胚腔， 這個時期的胚胎叫做囊胚。 囊胚 進一步擴大導致透明帶破裂， 胚胎從其中伸展出來， 這一過程叫做孵化。 自然狀 態(tài)下，人類胚胎以囊胚的形式植入母體，這樣能獲得較高的胚胎植入率。(4) 原腸胚：囊胚孵化后，由囊胚再進一步發(fā)育，內(nèi)細胞團表層的細胞形成 外胚層，下方的細胞形成內(nèi)胚層， 這時的胚胎稱為原腸胚， 由內(nèi)胚層包圍的囊腔 叫做原腸腔。滋養(yǎng)層則發(fā)育成胎兒的胎膜和胎盤。| 探

20、究演練 |5 下列有關(guān)哺乳動物受精作用的敘述錯誤的是 ( )A剛剛排出的精子要在雌性動物生殖道內(nèi)發(fā)生相應生理變化才能獲得受精 的能力B精子變形過程中線粒體聚集到尾的基部，精子穿越放射冠需要頂體酶C卵子在輸卵管內(nèi)發(fā)育到減數(shù)第二次分裂中期時才具備受精的能力 D精子觸及卵細胞膜的瞬間發(fā)生卵細胞膜反應解析：選 D 剛剛排出的精子要在雌性動物生殖道內(nèi)發(fā)生相應生理變化才能 獲得受精的能力即精子獲能， A 正確；精子變形過程中線粒體聚集到尾的基部， 精子穿越放射冠需要頂體酶， B 正確；卵子在輸卵管內(nèi)發(fā)育到減數(shù)第二次分裂中 期時才具備受精的能力， C 正確；精子觸及卵細胞膜的瞬間發(fā)生透明帶反應， D 錯誤。

21、6下列關(guān)于人早期胚胎發(fā)育過程中桑椹胚和囊胚的敘述中， 正確的是 ( ) A囊胚與桑椹胚相比，每個細胞內(nèi) DNA 總量增加B囊胚與桑椹胚相比，細胞數(shù)目較多 C組成囊胚和桑椹胚的細胞，都是全能細胞 D桑椹胚的形成在卵巢，囊胚的形成在輸卵管 解析： 選 B 由桑椹胚發(fā)育到囊胚進行的是有絲分裂，形成的每個細胞內(nèi) DNA 總量不變， A 錯誤；囊胚與桑椹胚相比，細胞數(shù)目較多， B 正確；囊胚期 開始分化，其中的滋養(yǎng)層細胞不是全能細胞， C 錯誤；受精卵在輸卵管中形成， 后在子宮中發(fā)育，故胚胎發(fā)育的早期不可能在卵巢， D 錯誤。7 (2018 ·天津檢測 )如圖所示是某種動物胚胎發(fā)育的幾個階段，下列有關(guān) 敘述不正確的是 ( )A在 2 11 的過程中，可能發(fā)生細胞