2020_新教材高中生物第2章細(xì)胞工程3.1胚胎工程的理論基礎(chǔ)學(xué)案新人教版選擇性必修3

1、胚胎工程的理論根底新課程標(biāo)準(zhǔn)4.3.1簡(jiǎn)述胚胎形成經(jīng)過(guò)了受精及早期發(fā)育等過(guò)程課時(shí)素養(yǎng)目標(biāo)運(yùn)用結(jié)構(gòu)與功能觀.說(shuō)明精子和卵細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與功能之間的關(guān)系。（生命觀念）基于受精和胚胎早期發(fā)育的過(guò)程，采用歸納與概括、模型與建模等方法，以文字和圖示的形式說(shuō)明受精和胚胎早期發(fā)育各階段的特點(diǎn)。（科學(xué)思維）必備知識(shí)素養(yǎng)奠基一、胚胎工程的概念操作對(duì)象:生殖細(xì)胞、受精卵或早期胚胎細(xì)胞。移植過(guò)程:將胚胎移植到雌性動(dòng)物體內(nèi)。目的:生產(chǎn)后代，滿足人類的各種需求。處理技術(shù):體外受精、胚胎移植和胚胎分割等。二、受精概念:精子與卵細(xì)胞結(jié)合形成合子（即受精卵）的過(guò)程。場(chǎng)所:哺乳動(dòng)物受精在輸卵管內(nèi)完成。準(zhǔn)備階段：（1）精子的結(jié)構(gòu)：填

2、一填:基于精子的結(jié)構(gòu),完成以下圖的填寫：（2）精子獲能：原因：剛排出的精子不能（填“能或“不能）立即與卵子受精。場(chǎng)所:雌性動(dòng)物的生殖道。（3）卵子的結(jié)構(gòu)：填一填:基于卵子的結(jié)構(gòu),完成以下圖的填寫：卵子的準(zhǔn)備：原因:動(dòng)物排出的卵子成熟程度不同,可能是初級(jí)卵母細(xì)胞(如馬、犬)，可能是次級(jí)卵母細(xì)胞(如豬、羊)。成熟場(chǎng)所:輸卵管。成熟時(shí)期:MII期。受精階段：填一填:基于受精作用的過(guò)程，完成以下問(wèn)題：ED過(guò)程A為精子與卵子相遇,精子釋放多種酶,溶解卵細(xì)胞膜外的結(jié)構(gòu),穿越透明帶。過(guò)程B為精子觸及卵細(xì)胞膜,透明帶發(fā)生生理反響，阻止后來(lái)的精子進(jìn)入透明帶。過(guò)程C為精子進(jìn)入卵細(xì)胞膜,卵細(xì)胞膜發(fā)生生理反響,拒絕其

3、他精子進(jìn)入卵內(nèi)。填一填:基于C細(xì)胞發(fā)生的變化，完成以下問(wèn)題。精子變化:精子的核膜破裂形成新的核膜,比原來(lái)的精子的核大(填“大“相等或“小),稱為雄原核。卵子變化:卵子完成減數(shù)分裂II,排出第二極體形成雌原核。過(guò)程D為雌雄原核相向移動(dòng)，核膜消失,這個(gè)含有兩個(gè)染色體組的合子為受精卵。過(guò)程E受精結(jié)束,受精卵開始發(fā)育。?激疑受精過(guò)程中卵子的哪些結(jié)構(gòu)發(fā)生生理反響可以防止多精入卵?這有什么意義？提示:透明帶和卵細(xì)胞膜。防止多個(gè)精子進(jìn)入卵子，導(dǎo)致胚胎染色體數(shù)目變異，從而引起發(fā)育異常等現(xiàn)象。三、胚胎早期發(fā)育分裂方式:有絲分裂。過(guò)程：受精卵卵桑去胚一號(hào)殛排列致密”形換蘇裂內(nèi)細(xì)胞團(tuán)：發(fā)育成胎兒的備期囊胚一細(xì)胞分化

4、：種組織丨滋養(yǎng)層：發(fā)育成胎盤和胎膜轉(zhuǎn)化/原腸胚關(guān)鍵能力素養(yǎng)形成知識(shí)點(diǎn)一受精作用受精前的準(zhǔn)備：精子獲能:剛剛排出的精子，不能立即與卵子受精，必須在雌性動(dòng)物生殖道發(fā)生相應(yīng)的生理變化后，才能獲得受精能力。卵子的準(zhǔn)備:卵子一般在排出23h后才能被精子穿入，動(dòng)物排出的卵子成熟程度不同，都要在輸卵管內(nèi)進(jìn)一步成熟,當(dāng)?shù)竭_(dá)MII期時(shí),才具備與精子受精的能力。受精階段：過(guò)程主要變化第一步:精卵相遇釋放多種酶，溶解卵細(xì)胞膜外的結(jié)構(gòu)第二步:精子接觸卵細(xì)胞膜透明帶發(fā)生生理反響(防止多精入卵的第一道屏障)第三步:精子入卵卵細(xì)胞膜發(fā)生生理反響(防止多精入卵的第二道屏障)，雌、雄原核形成第四步:受精卵形成雌雄原核靠近，核膜

5、消失，形成合子【特別提醒】受精過(guò)程認(rèn)識(shí)的三個(gè)誤區(qū)成熟的精子并不代表具有受精能力，必須獲能后才具備受精能力。受精標(biāo)志是在透明帶和卵細(xì)胞膜之間觀察到兩個(gè)極體，而受精完成的標(biāo)志為雌、雄原核的融合。雌、雄原核不能理解成卵子、精子原來(lái)的核，而是在原來(lái)細(xì)胞核的根底上形成的新核，原核膜已破裂。踐養(yǎng)專察例_如圖表示精卵相遇時(shí)的卵子示意圖。答復(fù)以下問(wèn)題：寫出各局部名稱:;:。當(dāng)精子穿,進(jìn)入透明帶，在觸及卵細(xì)胞膜的瞬間,會(huì)迅速發(fā)生生理反響,這是防止多精入卵受精的第道屏障。精子入卵后,會(huì)立即發(fā)生一種生理反響，拒絕其他精子再進(jìn)入卵內(nèi)，這是防止多精入卵受精的第二道屏障。(4)精子入卵后,形成一個(gè)新的核即.。與此同時(shí),被

6、激活的卵子完成減數(shù)分裂II,排出后形成【解題導(dǎo)引】解答此題思維流程如下:|關(guān)董範(fàn)識(shí)|明確防止多粉入卵的商遺屏障：邊明葷底搔、卵細(xì)胞膜底應(yīng)【解析】(1)據(jù)圖分析可知：圖中為放射冠，為透明帶，為第一極體。當(dāng)精子穿越放射冠，進(jìn)入透明帶，在觸及卵細(xì)胞膜的瞬間,透明帶會(huì)迅速發(fā)生生理反響，這是防止多精入卵受精的第一道屏障。精子入卵后,卵細(xì)胞膜會(huì)立即發(fā)生一種生理反響，即卵細(xì)胞膜反響，這是防止多精入卵受精的第二道屏障。精子入卵后，形成一個(gè)新的核即雄原核。與此同時(shí),被激活的卵子完成減數(shù)分裂II,排出第二極體后形成雌原核。答案:(1)放射冠透明帶第一極體(2)放射冠透明帶一(3)卵細(xì)胞膜雄原核第二極體雌原核【素養(yǎng)

7、探究一一母題追問(wèn)】科學(xué)思維演繹與推理在動(dòng)物體內(nèi)卵細(xì)胞與精子結(jié)合發(fā)生的場(chǎng)所在哪?受精后將會(huì)一直在這里發(fā)育嗎?提示:輸卵管。受精卵發(fā)育到一定階段,就會(huì)移入子宮內(nèi)繼續(xù)發(fā)育?！舅仞B(yǎng)遷移】以下有關(guān)哺乳動(dòng)物受精作用的表達(dá)錯(cuò)誤的選項(xiàng)是()剛剛排出的精子要在雌性動(dòng)物生殖道內(nèi)發(fā)生相應(yīng)生理變化才能獲得受精的能力精子變形過(guò)程中線粒體聚集到尾的基部,精子穿越透明帶等結(jié)構(gòu)需要多種酶卵子在輸卵管內(nèi)發(fā)育到MII期時(shí)才具備受精的能力精子觸及卵細(xì)胞膜的瞬間卵細(xì)胞膜發(fā)生生理反響【解析】選D。剛剛排出的精子要在雌性動(dòng)物生殖道內(nèi)發(fā)生相應(yīng)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(guò)程中線粒體聚集到尾的基部，精子穿越透明帶等

8、結(jié)構(gòu)需要多種酶B正確；卵子在輸卵管內(nèi)發(fā)育到MII期時(shí)才具備受精的能力,C正確;精子觸及卵細(xì)胞膜的瞬間透明帶發(fā)生生理反響,D錯(cuò)誤。知識(shí)點(diǎn)二胚胎早期發(fā)育發(fā)育場(chǎng)所:輸卵管、子宮。過(guò)程:發(fā)育過(guò)程特點(diǎn)受精卵受精卵形成后即在輸卵管內(nèi)進(jìn)行有絲分裂，開始發(fā)育桑葚胚卵裂產(chǎn)生的子細(xì)胞形成的細(xì)胞團(tuán)，沒(méi)有分化囊胚細(xì)胞開始出現(xiàn)分化(內(nèi)細(xì)胞團(tuán)將來(lái)發(fā)育成胎兒的各種組織，滋養(yǎng)層將來(lái)發(fā)育為胎膜和胎盤)；出現(xiàn)囊胚腔；透明帶破裂，胚胎從中伸展出來(lái)(即孵化)原腸胚分化為內(nèi)胚層、中胚層和外胚層三個(gè)胚層;發(fā)育過(guò)程圖示謁用制t4出現(xiàn)原腸腔郎製期細(xì)胞全能性與早期胚胎發(fā)育各階段的關(guān)系：桑葚胚期以前的細(xì)胞具有全能性，即每一個(gè)細(xì)胞都有發(fā)育成完整胚

9、胎的潛能。囊胚開始出現(xiàn)細(xì)胞分化，其中內(nèi)細(xì)胞團(tuán)細(xì)胞具有全能性。原腸胚中出現(xiàn)胚層分化,全能性降低?！咎貏e提醒】在透明帶內(nèi)進(jìn)行分裂的階段都屬于卵裂。卵裂細(xì)胞的數(shù)量不斷增加,但胚胎的總體積并不增加。孵化指透明帶破裂后，胚胎從其中伸展出來(lái),不能正常孵化，胚胎就無(wú)法繼續(xù)發(fā)育。念家養(yǎng)案例如圖為哺乳動(dòng)物的生殖和個(gè)體發(fā)育過(guò)程，請(qǐng)據(jù)圖答復(fù)下面的問(wèn)題:5&JL成體哺乳動(dòng)物精子和卵細(xì)胞中完成受精作用。哺乳動(dòng)物個(gè)體發(fā)育的起點(diǎn),其胚胎發(fā)育的整個(gè)過(guò)程在中完成。圖示I過(guò)程為,11過(guò)程為胚后發(fā)育。圖中“？處應(yīng)為，內(nèi)細(xì)胞團(tuán)出現(xiàn)于時(shí)期?！窘忸}導(dǎo)引】解答此題思維流程如下：獲取圖示正廂認(rèn)識(shí)戒程圖各階段的會(huì)丸=卵亂期孵化，1征胎岌育+1

10、莊焉發(fā)有登精作用場(chǎng)所：輸卵鶯胚胎岌育場(chǎng)所：榆卵請(qǐng)和子官【解析】（1）哺乳動(dòng)物受精作用及胚胎早期有絲分裂在輸卵管中進(jìn)行。（2）受精卵是個(gè)體發(fā)育的起點(diǎn)，整個(gè)胚胎發(fā)育過(guò)程應(yīng)在輸卵管和子宮內(nèi)完成。圖示I、11過(guò)程分別表示胚胎發(fā)育及胚后發(fā)育。（4）圖示“？處應(yīng)為原腸胚，內(nèi)細(xì)胞團(tuán)應(yīng)出現(xiàn)于囊胚期。答案：（1）輸卵管（2）受精卵輸卵管和子宮（3）胚胎發(fā)育（4）原腸胚囊胚【素養(yǎng)探究一一母題追問(wèn)】（1）科學(xué)思維一一模型與建模過(guò)程需經(jīng)過(guò)屢次有絲分裂才能完成，請(qǐng)繪出該過(guò)程中每個(gè)細(xì)胞的體積、細(xì)胞核內(nèi)DNA含量與時(shí)間的關(guān)系。提示：辰變晨與令W時(shí)間時(shí)間（2）生命觀念結(jié)構(gòu)與功能觀某孕婦可能生出某遺傳病的孩子,如果選擇囊胚期進(jìn)

11、行胎兒基因檢測(cè)，選取的細(xì)胞應(yīng)該是哪局部的細(xì)胞?說(shuō)明你的理由。提示:滋養(yǎng)層的細(xì)胞。因?yàn)樽甜B(yǎng)層的細(xì)胞發(fā)育成胎盤和胎膜,不發(fā)育成胎兒的組織或器官，不會(huì)對(duì)胎兒產(chǎn)生影響?！舅仞B(yǎng)遷移】如下圖是某種動(dòng)物胚胎發(fā)育的幾個(gè)階段,以下有關(guān)表達(dá)不正確的選項(xiàng)是（）TOC o 1-5 h zi23456Offi789|0U HYPERLINK l bookmark24 OQ在211的過(guò)程中,可能發(fā)生細(xì)胞的增殖和衰亡在111的過(guò)程中細(xì)胞的全能性逐漸減小圖示細(xì)胞的增殖方式是有絲分裂細(xì)胞分化過(guò)程從2開始【解題關(guān)鍵】圖示為某動(dòng)物的早期胚胎發(fā)育過(guò)程，解答此題關(guān)鍵要明確以下兩點(diǎn)：（1）整個(gè)過(guò)程中，細(xì)胞增殖的方式是有絲分裂,到了囊胚階

12、段（710）才開始出現(xiàn)細(xì)胞分化。（2）在此過(guò)程中，由于環(huán)境等因素的影響，可能存在著細(xì)胞的衰亡?！窘馕觥窟xD。在111的過(guò)程中,細(xì)胞增殖的方式是有絲分裂，在211的過(guò)程中，可能發(fā)生細(xì)胞的增殖和衰亡，選項(xiàng)A、C正確;在111的過(guò)程中細(xì)胞逐漸發(fā)生分化，細(xì)胞的全能性逐漸減小，選項(xiàng)B正確;細(xì)胞分化過(guò)程從囊胚期（710）開始的，選項(xiàng)D錯(cuò)誤?！靖拍钤\斷】研究受精和胚胎早期發(fā)育為胚胎工程提供理論依據(jù),以下有關(guān)胚胎工程的理論根底的描述合理的是在自然條件下，受精是在雌性動(dòng)物的子宮內(nèi)完成的。精子需要獲能才能與卵子結(jié)合，而卵細(xì)胞一經(jīng)排出就具備受精能力。胚胎發(fā)育的場(chǎng)所是輸卵管和子宮。透明帶生理反響和卵細(xì)胞膜生理反響是防

13、止多精入卵的兩道屏障。動(dòng)物的早期胚胎發(fā)育依次經(jīng)過(guò)受精卵、桑葚胚、囊胚和原腸胚等階段【解析】選。在自然條件下，受精是在雌性動(dòng)物的輸卵管內(nèi)完成的，錯(cuò)誤;精子需要獲能,卵細(xì)胞需要發(fā)育到MII期才具有受精能力，錯(cuò)誤;胚胎發(fā)育的場(chǎng)所是輸卵管和子宮，正確;透明帶生理反響和卵細(xì)胞膜生理反響是防止多精入卵的兩道屏障，正確;動(dòng)物的早期胚胎發(fā)育依次經(jīng)過(guò)受精卵、桑葚胚、囊胚和原腸胚等，正確。以下關(guān)于胚胎工程的表達(dá),錯(cuò)誤的選項(xiàng)是（）胚胎工程技術(shù)離不開動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)胚胎工程中的胚胎可來(lái)自自然受精或人工授精等方式獲得的胚胎胚胎工程的許多技術(shù)實(shí)際上是在體外完成的動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)屬于胚胎工程技術(shù)【解析】選Do胚胎工程技術(shù)中

14、需要細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)為根底,A正確;胚胎工程的操作對(duì)象為受精卵或早期胚胎細(xì)胞,早期胚胎可來(lái)自自然受精或人工授精產(chǎn)生的早期胚胎,B正確;胚胎工程中的體外受精、胚胎分割等技術(shù)是在體外完成的,C正確;動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)屬于動(dòng)物細(xì)胞工程技術(shù),D錯(cuò)誤。以下有關(guān)哺乳動(dòng)物精子和卵細(xì)胞的發(fā)生以及受精作用的表達(dá)正確的選項(xiàng)是（）卵細(xì)胞膜發(fā)生生理反響是防止多精入卵的唯一屏障排卵就是排出成熟卵細(xì)胞的過(guò)程卵細(xì)胞形成時(shí)的分裂過(guò)程均在卵巢內(nèi)完成卵子受精的標(biāo)志是在卵細(xì)胞膜和透明帶之間觀察到兩個(gè)極體【解析】選Do透明帶發(fā)生生理反響和卵細(xì)胞膜發(fā)生生理反響是防止多精入卵的兩道屏障A錯(cuò)誤;排卵排出的是初級(jí)卵母細(xì)胞或次級(jí)卵母細(xì)胞，而不是成熟

15、的卵細(xì)胞,B錯(cuò)誤;哺乳動(dòng)物卵細(xì)胞形成時(shí)的分裂過(guò)程在未排卵之前是在卵巢中進(jìn)行的，排卵之后是在輸卵管中進(jìn)行的,C錯(cuò)誤。4如圖是牛囊胚示意圖，以下有關(guān)該圖的表達(dá)錯(cuò)誤的選項(xiàng)是（嫡胞團(tuán)葩幀腔-透明帶透明帶在卵細(xì)胞的最外面，起保護(hù)作用囊胚腔是一個(gè)充滿液體的腔內(nèi)細(xì)胞團(tuán)將來(lái)分化成胎膜和胎盤滋養(yǎng)層將來(lái)發(fā)育成胎膜和胎盤【解析】選Co透明帶是卵細(xì)胞最外面的結(jié)構(gòu)，有一定的保護(hù)作用,A正確;囊胚腔是一個(gè)充滿液體的腔,B正確；內(nèi)細(xì)胞團(tuán)將來(lái)發(fā)育成胎兒的各種組織,C錯(cuò)誤;滋養(yǎng)層將來(lái)發(fā)育成胎膜和胎盤,D正確。以下關(guān)于哺乳動(dòng)物受精和發(fā)育的表達(dá)正確的選項(xiàng)是（）雌性動(dòng)物排卵后遇精子即可完成受精胚胎發(fā)育至囊胚時(shí)即已開始了細(xì)胞分化,這是

16、由于基因開始進(jìn)行選擇性表達(dá)動(dòng)物卵細(xì)胞形成過(guò)程始于初情期后動(dòng)物的個(gè)體發(fā)育過(guò)程是:受精卵一卵裂一桑葚胚一囊胚一原腸胚一幼體【解析】選Bo雌性動(dòng)物排出的卵子并非成熟的卵子,即使遇到精子，也要繼續(xù)成熟至Mil期才具備與精子受精的能力。胚胎在桑葚胚后繼續(xù)發(fā)育成囊胚時(shí)開始分化分化的實(shí)質(zhì)是基因的選擇性表達(dá)。動(dòng)物卵子的發(fā)生始于性別分化后。動(dòng)物個(gè)體發(fā)育包括胚胎發(fā)育和胚后發(fā)育?！舅季S躍遷】根據(jù)哺乳動(dòng)物受精過(guò)程示意圖，答復(fù)下面的問(wèn)題:哺乳動(dòng)物蜚精過(guò)程示意圖TOC o 1-5 h z寫出圖中字母表示的結(jié)構(gòu)名稱a.、b.、c.。寫出圖中數(shù)字表示的過(guò)程：、。在精卵相遇之前，精子在雌性動(dòng)物生殖道發(fā)生相應(yīng)的生理變化，具有了受

17、精能力，這個(gè)過(guò)程叫做。卵子一般排出后都要在中進(jìn)一步成熟，當(dāng)?shù)竭_(dá)時(shí)，才具備與精子受精的能力?！窘忸}關(guān)鍵】此題考查哺乳動(dòng)物受精的過(guò)程,應(yīng)結(jié)合圖示和哺乳動(dòng)物受精知識(shí)分析答復(fù)，注意以下兩點(diǎn)：明確圖中卵子各局部結(jié)構(gòu)(如放射冠、透明帶、卵細(xì)胞膜、第一極體)。明確精子入卵過(guò)程和以后的變化(如第二極體的形成、雄原核與雌原核的形成和雌、雄原核的融合等)。【解析】(1)據(jù)圖可知a是放射冠,b是雄原核,c是雌原核。(2)據(jù)圖可判斷是精子穿越放射冠,是精子穿過(guò)透明帶，是精子進(jìn)入卵細(xì)胞膜，是雌、雄原核融合。(3)精卵相遇之前，精子在雌性動(dòng)物生殖道內(nèi)發(fā)生相應(yīng)的生理變化，具備了受精能力，這個(gè)過(guò)程叫做精子獲能。卵子在排出后一般都要在輸卵管中進(jìn)一步成熟，到達(dá)MII期時(shí),才具備與精子受精的能力。答案：(1)放射冠雄原核雌原核精子穿越放射冠精子穿過(guò)透明帶精子進(jìn)入卵細(xì)胞膜雌、雄原核融合精子獲能輸卵管MII期【拓展探究】如圖表示哺乳動(dòng)物早期胚胎發(fā)育過(guò)程,A、B表示兩個(gè)不同階段,表示不同時(shí)期胚胎。據(jù)圖答復(fù)以下問(wèn)題。*A受特卵*（1）胚胎發(fā)育的起點(diǎn)是受精卵,發(fā)育過(guò)程中的細(xì)胞分裂均為。（2）三個(gè)時(shí)期胚胎的名稱分別是，,。（3）A階段的細(xì)胞進(jìn)行了分裂，它們進(jìn)行細(xì)胞分化了嗎?A階段內(nèi)的細(xì)胞在發(fā)育全能性方面有什么共同點(diǎn)？（4）以下圖表示蛙的受精卵發(fā)育至的過(guò)程中,DNA總量、每個(gè)細(xì)胞體積、所有細(xì)胞體積之和、有機(jī)物總量的變化趨勢(shì)（