学年高中生物 第三章 胚胎工程 第10课时 受精和胚胎发育学案 苏教版选修3Word格式文档下载.docx

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（5）排出的卵子是什么时期的细胞？

答案　排出的卵子是不成熟的，且成熟程度不同，一般在减数第一次分裂完成后排出。

（6）刚排出的卵是成熟的卵子吗？

它在母体的什么部位与精子受精？

答案　刚排出的卵子尚未完全成熟，需要在输卵管内进一步成熟，直到减数第二次分裂的中期才能与精子结合完成受精过程。

排出的卵子是在输卵管内与精子受精的。

（7）卵子是否受精的重要标志是什么？

答案　在卵细胞膜和透明带的间隙可以观察到两个极体。

3．体内受精

（1）什么是受精作用？

答案　卵子和精子相互识别、融合成为受精卵的过程。

（2）在自然条件下，受精是在雌性动物的输卵管内完成的。

（3）受精前，精子需要进行哪些准备？

答案　精子获能：

精子必须在雌性动物生殖道（子宫和输卵管）中发生相应的生理变化后，才能获得受精能力。

（4）什么是顶体反应？

有什么作用？

答案　精子释放的顶体酶溶解卵子外围的放射冠及透明带，这一过程称为顶体反应。

形成精子穿越放射冠的通路。

（5）受精阶段还会发生哪些反应？

有何意义？

答案　①透明带反应：

在精子触及卵细胞膜的瞬间，激发卵子发生反应，主要封锁透明带使其他精子难以再进入卵子内，它是防止多精入卵受精的第一道屏障。

②卵细胞膜反应：

精子进入卵细胞膜后，卵细胞膜会发生相应的生理反应，阻止其他精子进入卵内，这是防止多精入卵受精的第二道屏障。

（6）受精完成的标志是什么？

答案　观察到卵细胞膜和透明带之间有两个极体时，说明受精完成。

二、哺乳动物胚胎发育的基本过程

完善下图内容，结合教材分析人的胚胎发育过程。

1．胚胎的发育在什么部位？

答案　最初在输卵管，后移入子宫。

2．什么时期的细胞属于全能细胞？

答案　桑椹胚及以前的细胞还未发生分化，每一个细胞都属于全能细胞，囊胚中的内细胞团细胞也属于全能细胞。

3．什么时期的胚胎开始分化？

分化为哪几部分？

各有什么作用？

答案　桑椹胚进一步发育，细胞开始分化形成囊胚，即囊胚期开始了细胞分化，内细胞团继续发育形成胚盘，继续发育成二胚层胚盘。

囊胚壁发育形成滋养层。

4．原肠胚是怎么形成的？

答案　从第3周初开始，二胚层胚盘中的部分细胞增殖分化形成中胚层，形成三胚层胚盘，即为原肠胚。

5．胚胎发育包括哪些基本过程？

答案　桑椹胚、囊胚、原肠胚、胚层分化和胚体形成等主要阶段。

6．胚胎发育过程中，细胞所进行的是有丝分裂。

一、精子和卵子发生的比较

项目

精子的发生

卵子的发生

区

别

场所

睾丸曲细精管（场所唯一）

卵巢（MⅠ）、输卵管（MⅡ）（场所不唯一）

时间

性成熟后

性别分化后开始，卵泡（含次级卵母细胞和第一极体）的形成和在卵巢内的储备是在出生前（胎儿期）完成的；

减数第二次分裂是在精子和卵子的结合过程中（即受精过程中）完成的

过程

特点

MⅠ和MⅡ是连续的，需要变形；

细胞质均等分配

MⅠ和MⅡ是不连续的，不需要变形；

细胞质不均等分配

结果

形成4个精子细胞

形成1个卵细胞和3个极体

相同点

原始生殖细胞的增殖方式为有丝分裂，生殖细胞的成熟为减数分裂，成熟过程均经一次DNA复制和两次细胞分裂，子细胞中染色体数目减半

二、受精作用的过程

下面是哺乳动物受精过程示意图，请据图回答：

（1）图中字母表示的结构名称是：

a.______；

b.________；

c.________；

d.________。

（2）图中数字表示的过程是：

①______________________；

②______________________；

③________________________；

④______________________。

（3）在精卵相遇之前，精子在雌性动物生殖道发生相应的生理变化，具有了受精能力，这个过程叫做__________。

卵子一般在排出后都要在__________内进一步成熟，当达到_____________时，才具备与精子受精的能力。

（4）若两个精子同时参与受精，会形成“三倍体人”吗？

为什么？

________________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________。

（5）在精卵相遇时精子发生______反应，释放出________酶，该酶可溶解透明带外面的放射冠和________，形成穿越__________________的通道。

在精子触及到卵细胞膜的瞬间会发生________反应，这是防止多精入卵的第一道屏障；

同时精子外膜与________融合，精子入卵，这时卵细胞膜发生生理反应——______________，这是防止多精入卵的第二道屏障。

同时精子的头部和尾部分离，由此看出精子进入卵子的部分几乎只有头部的________。

答案　

（1）放射冠　第一极体　雄原核　雌原核

（2）精子穿过放射冠　精子穿过透明带　精子进入卵细胞膜　雌、雄原核融合　（3）精子获能　输卵管　减数第二次分裂中期　（4）两个精子同时进入卵子形成三倍体细胞的胚胎，此种胚胎会导致流产或出生后很快死亡

（5）顶体　顶体　透明带　放射冠和透明带　透明带　卵细胞膜　卵细胞膜反应　细胞核

解析　图中a是放射冠，b是第一极体，c是雄原核，d是雌原核，①是精子穿越放射冠，②是精子穿越透明带，③是精子进入卵细胞膜，④是雌雄原核融合。

三、胚胎发育的过程

1．个体发育

（1）个体发育的起点是受精卵，终点是性成熟的个体。

（2）发育中的细胞分裂均为有丝分裂，产生的是体细胞；

原肠胚阶段是个体发育中分化程度最高的阶段，但应注意细胞分化贯穿于整个个体生命进程中。

（3）受精卵是新生命的第一个细胞，其全能性最高。

从囊胚阶段开始初步分化，分化出内细胞团和滋养层细胞，囊胚之前细胞未分化，为全能细胞，囊胚之后的原肠胚阶段细胞分化程度高，但仍有全能细胞。

细胞全能性随发育的深化而降低。

2．在卵裂期，胚胎的细胞数目和体积、每个细胞体积、DNA总量、有机物的种类和含量各有什么变化？

答案　如表所示

变化

胚胎总体积

不增加或略有缩小

胚胎细胞数目

增多

每个细胞体积

减小

DNA总量

有机物总量

减少

有机物种类

1．卵子的成熟部位和受精部位分别是（　　）

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

2．以下对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体，叫做原生质滴。

原生质滴中存在中心体

答案　D

解析　在精子细胞演变为精子的过程中，细胞发生一系列的变化，其中，中心体演变为精子的尾，细胞内的其他物质浓缩为原生质滴。

3．下列说法中正确的是（　　）

A．卵子形成时的减数第一次分裂和减数第二次分裂均在卵巢中完成

B．卵子形成时的减数分裂的两次分裂是连续的

C．排卵排出的卵子是成熟的

D．排卵排出的卵子是未成熟的

解析　卵子形成的减数第一次分裂有的动物在卵巢完成，有的动物在输卵管完成，减数第二次分裂在受精过程中完成，场所为输卵管，所以A、B均错误；

刚刚排出的卵子未成熟，需在输卵管内发育到减数第二次分裂中期方可受精，故C错误，D正确。

4．下列有关哺乳动物精子和卵子的发生以及受精作用的叙述中，正确的是（　　）

A．采集到的精子和卵子相遇即可发生受精作用

B．排卵就是排出成熟卵子的过程

C．卵子形成时的分裂过程均在卵巢内完成

D．受精的标志是在卵细胞膜和透明带之间观察到两个极体

解析　精子和卵细胞在受精之前必须分别经过获能及准备阶段才能发生受精作用，A项错误；

排卵是指卵子从卵泡中排出，此时排出的卵子还未完成减数分裂，是不成熟的卵子，B项错误；

卵子形成时，减数第二次分裂是在输卵管中完成的，C项错误。

5．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卵细胞膜反应　④精子穿越放射冠

A．①②B．②③C．③④D．②④

答案　B

解析　透明带反应和卵细胞膜反应是精子与卵子结合过程中穿过的两道屏障。

基础再现

1．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．③②④⑥⑤①

C．④⑤②①③⑥D．③④②⑤⑥①

解析　受精过程的顺序为：

顶体反应→穿越透明带→释放第二极体→雌、雄原核形成→雌、雄原核融合→第一次卵裂开始。

2．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增加而不断增大

C．囊胚的外部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　为保证物种在遗传上的稳定性，同一物种的精卵细胞在结合时，需要先通过细胞的识别，此过程由细胞膜上的糖蛋白完成，因糖蛋白具有物种特异性，其细胞识别也具有物种特异性，A项正确；

受精卵卵裂时产生的细胞团称为卵裂球，随卵裂球细胞数目的增加，细胞逐渐变小，总体积基本不变，B项错误；

囊胚的外部细胞是已经具有定向分化趋向的细胞，分化方向一旦确定即稳定而不可逆转，失去了发育的全能性，C项错误；

原肠胚发育分化会形成各种器官原基，D项错误。

3．卵子完成减数第二次分裂是在（　　）

A．生长卵泡期B．成熟卵泡期

C．排卵时D．受精时

解析　不同的动物排卵时期不同，如马等大型哺乳动物排卵是在减数第一次分裂时，绵羊、猪等在减数第二次分裂时完成排卵，排出的卵进入输卵管，准备与精子受精。

减数第二次分裂是在精子和卵子结合的过程中完成的。

4．下列细胞，哪一个代表已经受精的卵子（　　）

解析　卵子受精的标志是在透明带和卵细胞膜间隙观察到两个极体。

5．下列关于人早期胚胎发育过程中桑椹胚和囊胚的叙述中，正确的是（　　）

A．囊胚与桑椹胚相比，每个细胞内DNA总量增加

B．囊胚与桑椹胚相比，细胞数目较多

C．组成囊胚和桑椹胚的细胞，都是全能细胞

D．桑椹胚的形成在卵巢，囊胚的形成在输卵管

解析　由桑椹胚发育到囊胚进行的是有丝分裂，形成的每个细胞内DNA总量不变；

囊胚期开始出现分化，其中的滋养层细胞不是全能细胞；

受精卵是在输卵管中形成的，故其发育形成早期胚胎的过程不可能在卵巢。

能力提升

6．下列关于精细胞的叙述中，正确的是（　　）

A．精原细胞分化为初级精母细胞的过程中，染色体复制，DNA和染色体都加倍

B．精母细胞历经两次减数分裂形成精子

C．精子细胞与精子的染色体数目相同

D．精子由精子细胞经减数分裂而来

解析　精子细胞变形为精子的过程中遗传物质不变，染色体数目不变。

7．分析下面图解，以下哪一项不是精子、卵细胞发生的区别（　　）

A．初级精母细胞、初级卵母细胞的形成时间

B．MⅠ和MⅡ的时间连续性

C．成熟生殖细胞是否经过变形

D．成熟生殖细胞中染色体的数量

解析　初级精母细胞是雄性动物初情期开始后，才由精原细胞分裂形成的，而初级卵母细胞是在胎儿期性别分化后形成的；

精子的产生过程中，MⅠ和MⅡ是连续的，而卵细胞的产生是通过MⅠ形成次级卵母细胞，在精子与卵子的结合过程中才完成MⅡ；

精子细胞形成后变形为蝌蚪状的精子，卵细胞不需要变形；

成熟的精子和卵细胞经过减数分裂形成，都含有相当于亲本体细胞一半的染色体数目。

8．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　精子的产生包括三个阶段，减数分裂是指初级精母细胞形成精子细胞的阶段；

精子细胞变形形成精子时，高尔基体发育成头部的顶体，中心体则演变为精子的尾；

排卵是指卵子从卵泡中排出，不同动物排出的卵子成熟程度不同，如马排出的是初级卵母细胞，牛排出的则是次级卵母细胞。

9．精子和卵子在发生上的重要区别是（　　）

A．受精前精子有获能反应，而卵子没有

B．卵子的形成和在卵巢中的储备是在胎儿时期完成的，而精子是在初情期之后

C．卵子形成的时间很长，而精子只需要两个月左右

D．卵原细胞的增殖过程是通过有丝分裂，而精原细胞的增殖过程则是通过减数分裂

解析　哺乳动物卵泡的形成和在卵巢中的储备是在胎儿时期完成的，而精子的形成是在初情期之后，这是精子和卵子在发生上的重要区别。

10．下列关于精子的说法，不正确的是（　　）

A．精子必须获能才能完成受精作用

B．它与卵细胞的受精发生在子宫内

C．精细胞变形为精子时保留的细胞器主要是线粒体

D．精细胞的细胞膜的表面有糖蛋白，能在受精时发挥识别作用

解析　精子必须获能才能完成受精作用；

精细胞变形时，细胞核变为精子头部的主要部分，线粒体聚集在尾的基部而保留下来；

精子与卵细胞的受精在输卵管中；

受精时需经过精卵识别阶段，依靠细胞膜表面的糖蛋白。

11．下图是哺乳动物精细胞经过变形形成精子的示意图，请分析回答下列问题：

（1）精细胞是由____________经__________分裂产生的。

（2）图甲表示精细胞，图乙表示经变形后的精子，请将图乙中的字母对应地填写在图甲数字之后。

①______，②______，③______，④______，⑤______。

（3）精细胞与精子在形态、结构和功能上都发生了变化，因此可以把这一过程看成是______________，原因是基因的______________。

答案　

（1）精原细胞　减数　

（2）c　b　a　e　d　（3）细胞分化　选择性表达

解析　精细胞是由精原细胞经减数分裂形成的。

精细胞经过变形形成精子时的变化：

图甲中②细胞核变为图乙中的精子头部的主要部分b，图甲中③高尔基体发育为图乙中的头部的顶体a，图甲中④中心体演变为图乙中的精子的尾e，图甲中⑤线粒体形成图乙中的线粒体鞘d，图甲中①其他物质浓缩成图乙中的原生质滴c。

精细胞与精子在形态、结构和功能上都发生了变化，这一过程发生了细胞分化，是基因选择性表达的结果。

12．如图1为某高等动物生活史示意图，图2为图1中某阶段部分过程，请据图回答：

（1）图中A过程表示________过程，若A过程能使生物产生正常变异，则原因之一是因为该过程的四分体时期同源染色体中的非姐妹染色单体发生了________，进行了基因重组的结果。

（2）就子细胞情况而言，A2过程不同于A1过程表现在

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（3）图2是图1中________（填字母）阶段部分过程，该过程表示________。

（4）图2中的a是经过图1中的________（填字母）过程形成的。

（5）图2中a～f的过程细胞发生的生命历程有______________________________，其中d中细胞进行的分裂方式是______________________。

答案　

（1）减数分裂　交叉互换　

（2）一个原始生殖细胞（卵原细胞）经A2过程最后得到的子细胞中有1个卵子和3个极体　（3）C　胚胎发育　（4）B　（5）分裂、分化、衰老、凋亡　有丝分裂

解析　根据图1变化可知，A表示减数分裂、B表示受精作用、C表示胚胎发育、D表示胚后发育，E表示有丝分裂。

根据图2可知，a表示受精卵，b～f表示卵裂（有丝分裂）形成囊胚的过程。

个性拓展

13．分析图示，回答下列问题：

（1）蛙卵受精后经过2～3h，就开始进行卵裂，卵裂时细胞分裂方式为__________，细胞的数量__________，但胚胎总体积____________________。

（2）重组细胞A发育成蝌蚪时要经历哪几个阶段？

（3）重组细胞A发育为成蛙的过程中是否需要进行胚胎移植？

该过程运用的主要技术手段是什么？

（4）通过图中实验，你可得出什么结论？

答案　

（1）有丝分裂　增加　不增加或略有缩小

（2）卵裂、桑椹胚、囊胚、原肠胚、胚层分化和胚体形成

（3）不需要。

体细胞核移植技术　（4）肠上皮细胞含有和受精卵一样的全套遗传基因；

卵子的细胞质为肠上皮细胞的核基因表达提供了合适的生理环境

解析　

（1）细胞分裂方式常见的有三种，即无丝分裂、有丝分裂、减数分裂。

卵裂的实质是受精卵进行的有丝分裂过程，随着分裂次数的增加，细胞数目增加，但每个细胞的质量、体积都在减小，总体积不变或略有减小。

（2）重组细胞A发育成蝌蚪与哺乳动物一样要经历卵裂期、桑椹胚、囊胚、原肠胚、胚层分化和胚体形成等。

（3）重组细胞A发育到成蛙的过程中，都是在水中完成的，因此不需要进行胚胎移植，该过程的技术手段是体细胞核移植技术。

（4）从整个实验过程可以看出，肠上皮细胞含有和受精卵一样的全套遗传物质（或基因），在这里卵子的细胞质为肠上皮细胞核基因的表达提供了合适的生理环境。