选修三同步导学31 体内受精和早期胚胎发育理解+掌握+应用.docx
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选修三同步导学31体内受精和早期胚胎发育理解+掌握+应用
3．1
体内受精和早期胚胎发育
1．精子各部分的发育来源：
头——细胞核，顶体——高尔基体，尾——中心体，线粒体鞘——线粒体。
2．卵子的发生时期是胎儿期和初情期。
3．精子获能是指精子必须在雌性动物的生殖道内发生相应的生理变化后，才能获得受精能力的生理现象。
4．防止多精入卵有两道屏障，一是透明带反应，二是卵细胞膜反应。
5．受精的标志是在卵黄膜与透明带的间隙能观察到两个极体。
6．受精作用完成的标志是雌雄原核融合形成合子。
精子和卵子的发生
[自读教材·夯基础]
1．精子的发生
（1）场所：
睾丸。
（2）时期：
从初情期开始，到生殖机能衰退为止。
（3）过程：
（4）变形
2．卵子的发生
（1）场所：
卵巢和输卵管内。
（2）时期：
胚胎性别分化之后和初情期。
（3）过程：
1．精子变形后，是否就具有受精的能力？
并说明原因。
提示：
不是。
精子需要在雌性生殖道内发生相应的生理变化：
呼吸速率增强、膜代谢加强、运动形式改变等，才能获得受精的能力。
2．刚排出的卵子是成熟的卵子吗？
它在母体的什么部位与精子受精？
提示：
（1）刚排出的卵子尚未完全成熟，仅完成减数第一次分裂，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。
（2）排出的卵子是在输卵管内与精子受精的。
3．卵子受精的标志是什么？
提示：
卵细胞膜和透明带的间隙可以观察到两个极体时，说明卵子已完成了受精。
[跟随名师·解疑难]
1．精子和卵子发生的比较
项目
精子发生
卵子发生
区别
场所
睾丸的曲细精管
卵巢（MⅠ）和输卵管（MⅡ）
时间
初情期后
MⅠ：
雌性动物排卵前后
MⅡ：
精卵结合过程中完成
过程
特点
①MⅠ、MⅡ连续；
②需要变形；
③细胞质均等分配
①MⅠ、MⅡ不连续；
②不需要变形；
③细胞质不均等分配
结果
形成4个精子
形成1个卵细胞和3个极体
相同点
①原始生殖细胞的增殖为有丝分裂；②生殖细胞的成熟过程为减数分裂；成熟过程均经一次复制和两次分裂，子细胞中染色体数目减半
2．卵子受精的标志
卵子受精的标志是观察到2个极体而不是3个极体。
其原因是第一极体和次级卵母细胞的分裂是不同步的，第一极体分裂迟。
理论上，第一极体会分裂形成2个第二极体，但实际上，它还没有分裂就退化了。
受精作用
[自读教材·夯基础]
1．概念
精子与卵子结合形成合子的过程。
2．阶段
包括受精前的准备阶段和受精阶段。
3．场所
雌性动物的输卵管内完成。
4．过程
1．顶体反应有什么作用？
提示：
形成精子穿越放射冠和透明带的通路。
2．防止多精入卵受精有哪些生理反应？
有什么意义？
提示：
（1）两道屏障，一是透明带反应，二是卵细胞膜反应。
（2）防止多精入卵，保证受精卵中遗传物质与亲代体细胞一致，从而保证遗传的稳定性。
3．受精的标志和受精完成的标志是什么？
提示：
受精的标志是第二极体的形成；受精完成的标志是雌、雄原核融合形成合子。
[跟随名师·解疑难]
1．关于受精过程的几点提示
（1）成熟的生殖细胞并不代表具有受精的能力，成熟的精子必须获能后才具备受精能力，而排出的卵子本身就不是成熟的生殖细胞。
（2）雌、雄原核不能理解成卵细胞、精子原来的核，而是在原来细胞核的基础上形成的新核，原核膜已破裂。
（3）将从卵巢中取出的卵母细胞用于体外受精时，应在体外人工模拟的输卵管环境中进行培养，才能使其成熟，即达到受精前的成熟阶段。
2．受精过程中生理或结构上的变化
过程
主要变化
获能的精子穿越放射冠
精子获能后，与卵子相遇时发生顶体反应，顶体内的酶释放出来，直接溶解卵丘细胞之间的物质，形成精子穿越放射冠的通道
穿越透明带
精子与透明带接触，顶体酶将透明带溶出一条孔道，精子借自身运动穿越透明带
进入卵黄膜
精子与卵黄膜接触，立即被卵黄膜表面的微绒毛抱合，精子外膜和卵黄膜相互融合，精子入卵
形成原核
精子入卵后尾部脱离，原有的核膜破裂，形成新的核膜，最后形成雄原核；精子入卵后被激活的卵子完成减数第二次分裂，排出第二极体后形成雌原核
配子结合
雌、雄原核充分发育后，相向移动，彼此接触，二者体积缩小、合并，形成含二倍染色体的合子（即受精卵）
早期胚胎的发育
[自读教材·夯基础]
1．卵裂期的特点
（1）场所：
透明带内。
（2）
2．早期胚胎发育的阶段
1．根据卵裂的特点分析，卵裂期每个细胞体积、有机物总量、有机物种类如何变化？
提示：
每个细胞体积减小，有机物总量减少，有机物种类增加。
2．胚胎发育过程中哪些细胞具有全能性？
并分析各种细胞全能性的大小。
提示：
（1）个体发育过程中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。
（2）受精卵是新生命的第一个细胞，其全能性最高。
细胞全能性随发育的深化而降低。
3．结合教材P66图3 8哺乳动物受精卵的发育，简述受精卵发育的基本过程。
提示：
依次经过受精卵、卵裂、桑椹胚、囊胚、原肠胚、器官形成。
[跟随名师·解疑难]
1．个体发育
2．卵裂期细胞或物质变化规律
项目
变化
细胞数目
增多
每个细胞体积
减小
DNA总量
增多
有机物总量
减少
物质种类
增多
所含能量
减少
[特别提醒]
（1）个体发育的起点是受精卵，终点是性成熟的个体。
（2）胚胎发育过程中的细胞分裂方式均为有丝分裂，产生的是体细胞；原肠胚阶段是个体发育过程中分化程度的最高阶段。
精子和卵子的发生
[例1] 下图表示高等动物卵子的发生过程，请据图回答有关问题。
（1）图中A是________，B是________，E是________，阶段C是指个体发育的________（时期）。
（2）精子开始形成的时期是________，精子形成过程中不同于卵子形成过程的最主要区别是________，该过程保留下的主要结构是________和________。
（3）当观察到第二极体时可以表明________________________________________。
（4）能发生染色体的着丝点分裂的阶段是________。
（填序号）
（5）①阶段存在的变异方式是________________。
[思路点拨]
[精讲精析]
（1）图中①为有丝分裂，可增加卵原细胞的数量，卵原细胞进一步演变为初级卵母细胞；③④为减数分裂，只有在受精后，次级卵母细胞才能最终完成减数第二次分裂，因此E是受精，B是合子；卵泡的形成是在胎儿期，减数分裂是从初情期后开始的，因此阶段C为胎儿期，阶段D为初情期后。
（2）精子开始形成的时期是初情期，精原细胞经过减数分裂，即两次连续的分裂（MⅠ和MⅡ）产生精子细胞，需经过变形过程才形成精子（而卵子形成不需要变形），细胞中很多结构会消失，而细胞核和线粒体被保留下来。
（3）当观察到第二极体时，表明卵子已经完成了受精作用。
（4）染色体着丝点分裂可发生在有丝分裂和减数第二次分裂中，因此为①、④。
（5）有丝分裂中的变异类型只有基因突变、染色体变异，没有基因重组。
[答案]
（1）第一极体 合子 受精 胎儿期
（2）初情期 需要变形 细胞核 线粒体
（3）卵子已经完成了受精
（4）①、④
（5）基因突变、染色体变异
易错提醒
（1）卵子形成的三个阶段：
初级卵母细胞形成——胎儿期；
减数第一次分裂——排卵前后；
减数第二次分裂——受精后。
（2）排卵是指卵子从卵泡中排出，而不是指卵子从卵巢中排出。
1．下列不属于精子和卵子发生的区别的是（ ）
A．初级精母、卵母细胞的形成时间
B．减数第一次分裂和减数第二次分裂的时间连续性
C．成熟生殖细胞是否发生变形
D．成熟生殖细胞中染色体的数量
解析：
成熟的精子和卵子经过减数分裂形成，都含有相当于亲本体细胞一半的染色体数目。
答案：
D
受精作用的过程
[例2] 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．①②③④⑤⑥ B．③②④⑤⑥①
C．④⑤②①③⑥D．③④②⑤⑥①
[思路点拨] 掌握受精的过程和受精过程中“顶体反应”“透明带反应”“卵细胞膜反应”发生的时机和意义，是解答本题的关键。
[精讲精析] 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] D
规律方法
区分“顶体反应”“透明带反应”“卵细胞膜的反应”的方法
（1）从发生时间看：
顶体反应发生在精子与卵子相遇时；透明带反应发生在精子触及卵细胞膜的瞬间；卵细胞膜反应发生在精子入卵后。
（2）从生理作用看：
顶体反应是顶体内释放的酶直接溶解卵丘细胞间的物质使精子穿越放射冠；透明带反应是防止多个精子穿越透明带，是防止多精入卵的第一道屏障；卵细胞膜反应也是防止其他精子入卵，是防止多精入卵的第二道屏障。
胚胎早期发育
[例3] 下图表示哺乳动物胚胎发育过程的几个阶段，下列相关描述正确的是（ ）
A．图中3是透明带，7是原肠腔
B．发育的先后顺序是甲→丙→乙
C．1部位细胞将来发育成胎儿的各种组织
D．甲、乙、丙时期的细胞都具有发育的全能性
[思路点拨]
[精讲精析] 图中甲是桑椹胚，乙是囊胚，丙是原肠胚。
图中1是滋养层，2是内细胞团，3是透明带，4是囊胚腔，5是外胚层，6是滋养层，7是原肠腔，8是内胚层。
内细胞团将来发育成胎儿的各种组织，滋养层细胞将来发育成胎膜和胎盘。
[答案] A
2．下列说法正确的是（ ）
A．卵裂期细胞经过了细胞分裂，不再分化
B．原肠胚细胞属于全能细胞
C．囊胚腔先于原肠腔出现
D．桑椹胚开始进行孵化
解析：
胚胎发育中既有细胞分裂，也有细胞分化，其顺序为：
卵裂→桑椹胚→囊胚→原肠胚。
孵化发生在囊胚期。
答案：
C
[随堂基础巩固]
1．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
解析：
原生质滴是由细胞内的其他物质浓缩而成的，最后脱落。
中心体将形成精子的尾部。
答案：
D
2．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黄膜间隙观察到两个极体。
答案：
C
3．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
解析：
良种母牛体内桑椹胚是由受精卵发育而成，受精卵经过有丝分裂形成的各细胞基因型相同，由它们克隆而成的小牛的性别也相同，但不一定都是雌性，这要根据一开始此受精卵的性染色体组成情况而定。
若受精卵为XY型，则全为雄性；若受精卵为XX型，则全为雌性。
答案：
C
4．下图表示精子和卵子相遇，请据图回答问题：
（1）写出各部分名称：
①________；②________；③__________；④__________；⑤________。
（2）精子与卵子相遇，________内的某些酶类释放出来，可直接溶解__________之间的物质，形成精子穿越______________的通道。
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：
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，是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、雄原核融合为合子。
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卵细胞膜
（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
[课时跟踪训练]
（满分50分 时间25分钟）
一、选择题（每小题2分，共20分）
1．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
解析：
精子的大小与动物的体型大小没有关系。
答案：
D
2．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：
C
3．受精完成的标志是（ ）
A．卵细胞膜和透明带间出现两个极体
B．精卵相遇，发生顶体反应
C．精子接触透明带
D．雌、雄原核融合
解析：
受精的标志是在透明带和卵细胞膜之间观察到两个极体；而受精完成的标志为雌雄原核的融合，二者是不同的。
答案：
D
4．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．①② B．②③
C．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：
B
5．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→桑椹胚→原肠胚→幼体
D．受精卵→卵裂期→桑椹胚→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→桑椹胚→囊胚→原肠胚→组织器官的分化。
答案：
D
6．高等动物胚胎发育过程中原肠胚不同于囊胚的主要特点是（ ）
A．有囊胚腔、原肠腔和神经板
B．有囊胚腔、原肠腔和神经管
C．有外胚层、中胚层、内胚层和囊胚腔
D．有三个胚层、一个腔、一个孔
解析：
早期的原肠胚有缩小了的囊胚腔和新的原肠腔及外胚层和内胚层，后期的原肠胚有外胚层、中胚层、内胚层和原肠腔，并且外面生有胚孔，神经板是由外胚层分化形成的，因此原肠胚的主要特点是三胚层、一腔、一孔。
答案：
D
7．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。
答案：
B
8．在下图所示的过程中，哪一事件在2～9阶段没有发生（ ）
A．细胞体积减小B．细胞内有机物总量增加
C．细胞有丝分裂D．细胞分化
解析：
题图中2～9阶段表示的是胚胎发育过程，胚胎发育过程是细胞有丝分裂和细胞分化的结果。
受精卵发育到囊胚过程中，随着细胞数目的增多，细胞体积减小。
该过程中有机物总量会有所减少。
答案：
B
9．在动物的胚胎发育过程中，早期原肠胚细胞从一个部位移植到另一个部位时，被移植的细胞能适应新的部位并参与那里器官的形成。
但如果在原肠胚末期，把未来发育成蝾螈下肢的部分移植到另一蝾螈胚胎不长下肢的部位，则该部位将发育出一条额外的腿，这说明（ ）
A．原肠胚末期已经出现了组织和器官
B．细胞具有全能性
C．原肠胚末期出现了细胞分化
D．原肠胚已出现了三个胚层
解析：
原肠胚末期组织和器官并未形成，但是出现了细胞的分化，在移植这种细胞后，它们将继续分化发育成特定的组织和器官。
答案：
C
10．如图表示蛙的受精卵发育至囊胚的过程中，DNA总量、每个细胞体积、所有细胞体积之和、有机物总量的变化趋势（横坐标为发育时间）。
其中正确的是（ ）
A．①②B．①③
C．②④D．③④
解析：
受精卵发育至囊胚的过程，主要通过有丝分裂完成，每分裂一次，DNA分子都要复制一次，故DNA分子的总量呈指数形式增长；随着细胞数目的增加，每个细胞的体积逐渐减小，而整个囊胚总体积几乎不变甚至略有减小；在细胞分裂过程中，细胞要不断消耗大量的能量，因此胚胎内有机物总量逐渐减少。
答案：
A
二、非选择题（共30分）
11．（11分）下图表示哺乳动物精子和卵细胞发生和成熟的示意图。
请据图回答下列问题：
（1）请写出①②③④表示的过程：
①________；②________；③________；④________。
（2）雄性动物精子产生的时期是__________________。
雌性动物卵泡的形成是在________完成的，这是精子和卵子在发生上的重要区别。
（3）初级卵母细胞进行Ⅰ过程是在雌性动物________时期完成的，Ⅱ过程是在________过程中完成的。
（4）④过程在________内完成，条件是精子必须经过________处理，卵子必须达到________________期。
解析：
图中①是有丝分裂，②是减数分裂，③是精子的变形，④是受精作用。
受精前必须做的准备是精子获能和卵子发育到MⅡ中期。
答案：
（1）①有丝分裂 ②减数分裂 ③变形作用
④受精作用
（2）从初情期直到生理机能衰退 出生前（胎儿期） （3）排卵前后 受精作用 （4）输卵管 获能 减数第二次分裂中
12．（10分）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________进一步成熟，当达到________时，才具备与精子受精的能力。
（4）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卵丘细胞群和________，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；同时精子膜与________融合，精子入卵，这时发生________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________。
解析：
图中a是放射冠，b是卵细胞间隙，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。
答案：
（1）a.放射冠 b．卵细胞间隙 c．雄原核 d．雌原核
（2）①精子穿过放射冠 ②精子穿过透明带 ③精子进入卵细胞膜 ④精卵原核融合 （3）精子获能 输卵管内 减数第二次分裂中期 （4）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 细胞核
13．（9分）下图表示哺乳动物胚胎发育过程的几个阶段，请据图回答问题：
（1）写出各个阶段的名称：
A．________，B.________，C.________。
（2）写出图中各标号的名称：
[2]________，[4]________，[5]________，[7]________，[8]________。
（3）A时期的细胞具有发育上的__________性，B时期开始出现__________，C时期开始出现__________。
（4）[2]将来发育成________________。
解析：
（1）图中A是桑椹胚，B是囊胚，C是原肠胚。
（2）图B中[1]是滋养层，[2]是内细胞团，[3]是透明带，[4]是囊胚腔；图C中[5]是外胚层，[6]是滋养层，[7]是原肠腔，[8]是内胚层。
（3）桑椹胚细胞具全能性；囊胚开始出现细胞分化，已分化为滋养层和内细胞团；原肠胚已有胚层分化，分化为外胚层、内胚层，在内、外胚层之间将形成中胚层。
（4）内细胞团将发育为胎儿的各种组织，滋养层将发育为胎膜和胎盘。
答案：
（1）桑椹胚 囊胚 原肠胚
（2）内细胞团 囊胚腔 外胚层 原肠腔 内胚层
（3）全能 细胞分化 胚层分化
（4）胎儿的各种组织
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