1、专题3 胚胎工程3.1 体内受精和早期胚胎发育学习目标核心素养1.简述哺乳动物的精子和卵子的发生及受精过程。2.哺乳动物受精过程中精子的获能、顶体反应、透明带反应、卵细胞膜反应的概念和生理功能。3.简述哺乳动物的胚胎发育过程及其主要特点。1.生命观念：以精子和卵细胞的结构为例，阐述细胞的结构与功能相适应。2.科学思维：以精子的运行途径为线索，设计一幅简图，说明哺乳动物的受精过程。读教材、抓双基自 主 预 习一、胚胎工程的概念1操作对象：动物 1 _或配子。2处理技术：如体外受精、胚胎移植、2 _、胚胎干细胞培养等技术。3实质：在体外条件下，对 3 _和早期胚胎发育条件进行的模拟操作。早期胚胎胚
2、胎分割动物自然受精二、精子和卵子的发生1精子的发生(1)场所：4 _。(2)时期：雄性动物从 5 _开始，直到生殖机能衰退。睾丸初情期(3)精子的形成过程第一阶段精原细胞有丝分裂演变初级精母细胞第二阶段 6 _次级精母细胞减数第二次分裂精子细胞减数第一次分裂第三阶段 7 _细胞核精子头高尔基体顶体中心体尾线粒体线粒体鞘其他物质原生质滴最后脱落精子(4)精子的形状：外形似蝌蚪，分 8 _、颈、尾三大部分。变形头2卵子的发生(1)场所：9 _。(2)时间：在胚胎的 10 _后。卵巢性别分化(3)过程 胎儿期M分裂卵子三、受精 1概念：受精是 14 _与 15 _结合形成 16 _(即受精卵)的过程
3、。2场所：在 17 _内完成。精子卵子合子雌性动物的输卵管3过程精子获能透明带卵细胞膜(雌、雄)原核受精卵受精(1)受精前的准备阶段 精 子 获 能：刚 排 出 的 精 子，正 常 情 况 下 必 须 在 24_发生相应的生理变化后，才能获得受精能力。卵子的准备：发育到 25 _，才具备与精子受精的能力。雌性动物的生殖道内减中期(2)防止多精入卵的屏障透明带反应(第一道屏障)：精子触及 26 _的瞬间，会产生阻止后来的精子进入透明带的生理反应。卵细胞膜反应(第二道屏障)：精子 27 _后，卵细胞膜会立即发生一种生理反应，拒绝其他精子再进入卵内。卵细胞膜入卵(3)原核形成及融合雄原核形成：精子入
4、卵后，尾部脱离，原有的核膜破裂，随后形成新的 28 _，最后形成 29 _。雌原核形成：被激活的卵子完成 30 _，排出 31 _后，形成 32 _。(4)融合：两核充分发育后，相向移动，彼此接触，体积缩小、合并，形成一个含 33 _的合子(即受精卵)。核膜雄原核减数第二次分裂第二极体雌原核二倍染色体四、早期胚胎发育过程1场所：34 _。2细胞分裂方式：35 _。输卵管、子宫有丝分裂3过程受精卵 卵裂期细胞分裂方式：36 _细胞数量 37 _，胚胎总体积38 _桑椹胚细胞数目为 39 _个左右细胞都具有 40 _囊胚内细胞团：发育成 41 _滋养层细胞：发育成 42 _原肠胚外胚层：由内细胞团
5、 43 _的细胞形成内胚层：由内细胞团 44 _的细胞形成有丝分裂不断增加并不增加或略有缩小32全能性胎儿的各种组织胎盘和胎膜表层下方1判断下列叙述的正误。(1)精子和卵子相遇结合形成受精卵的部位是输卵管。()(2)精子在初情期后开始形成，两次分裂连续进行；卵子在胚胎性别分化以后形成，两次分裂不连续进行。()(3)次级卵母细胞的减数第二次分裂完成于排卵前后，场所是卵巢内。()(4)受精完成的标志是在透明带和卵细胞膜之间观察到两个极体。()(5)卵裂阶段的细胞分裂方式包括有丝分裂和减数分裂。()(6)卵裂阶段细胞中有机物、DNA 的含量增多，细胞体积增大。()(7)胚胎发育过程中开始分化的阶段是
6、原肠胚期。()(8)卵裂球细胞的体积随分裂次数增加而不断增大。()(9)滋养层细胞发育成胎儿的胎膜和胎盘等结构发生在囊胚期。()(10)雄原核形成的同时，卵子完成减数第二次分裂。()2(2019黄骅月考)下列关于从配子形成到早期胚胎发育过程的叙述中，正确的是()A排卵就是排出成熟卵细胞的过程B受精作用完成的标志是透明带内出现三个极体C动物胚胎发育的早期有一段时间是在透明带内进行的D囊胚期的内细胞团将来发育成胎盘和胎膜解析：选 C 排卵是指卵子从卵泡中排出，排出的卵子可能是初级卵母细胞，也可能是次级卵母细胞，A 错误；受精作用完成的标志是雌、雄原核的融合，B 错误；动物胚胎发育的早期有一段时间是
7、在透明带内进行的，C 正确；囊胚期的内细胞团将来发育成各种组织，滋养层将来发育成胎盘和胎膜，D 错误。解疑难、提能力课 堂 探 究探究点一|精子和卵细胞的发生|核心探究|一、精子的发生1精子的发生过程(1)第一阶段(初级精母细胞的形成)，精原细胞进行数次有丝分裂，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。(2)第二阶段(精子细胞的形成)，每个初级精母细胞经减数分裂形成四个含单倍染色体的精子细胞。(3)第三阶段(精子的形成)，圆形的精子细胞经过变形才能形成精子，其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
8、体聚集在尾的基部形成线粒体鞘。同时，细胞内的其他物质浓缩为原生质滴。可概括如下：2精子的形态和大小哺乳动物成熟的精子外形似蝌蚪，不同种动物精子的形态相似，大小略有不同，这与动物的体型大小无关。二、卵子的发生1发生过程2卵子发生过程中的注意事项(1)正常情况下，1 个卵泡只能形成 1 个成熟的卵子。(2)排卵是指卵子从卵泡中排出，而不是卵泡从卵巢中排出。(3)刚排出的卵子尚未完全成熟，一般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时，才具备与精子受精的能力。(4)在卵细胞膜和透明带之间观察到两个极体，一个是次级卵母细胞分裂后产生的极体，另一个是减数第一次分裂后形成的
9、极体。多数哺乳动物的第一极体不再进行减数第二次分裂。三、精子和卵子的发生1精子和卵子发生的四个不同点项目精子发生卵子发生场所雄性动物睾丸的曲细精管内雌性动物的卵巢内(M)和输卵管内(M)时期初情期开始，直到生殖机能衰退胚胎时期性别分化以后和初情期以后M：雌性动物排卵前后M：精卵结合过程中项目精子发生卵子发生过程特点M和 M是连续的；两次分裂细胞质都是均等分配；需要变形M和 M是不连续的；只有 M中的第一极体分裂为第二极体时细胞质均等分配，其余细胞质都是不均等分配；不需要变形结果形成 4 个精子形成 1 个卵子和 3 个极体2精子和卵子发生的三个相同点(1)原始生殖细胞的增殖为有丝分裂。(2)生
10、殖细胞的形成过程为减数分裂。(3)形成过程均经一次染色体复制和两次分裂，子细胞中染色体数目减半。易 错 易 混精子和卵子产生的四个易错点(1)性原细胞与精子、卵子的产生方式不同。性原细胞经有丝分裂产生；精子(卵子)是由精(卵)原细胞经减数分裂形成的。(2)精子和卵子的发生时间是不同的。哺乳动物卵泡的形成和在卵巢中的储备，是在出生前完成的；雄性动物发育到初情期开始产生精子。(3)排卵是指卵子从卵泡中排出，而不是卵泡从卵巢中排出。(4)不同动物排出的卵子成熟程度不同。有的排出的可能是初级卵母细胞(如马、犬等)，有的可能是次级卵母细胞(如猪、羊等)。|探究演练|1(2019佛山期末)下列有关家畜精子
11、发生过程的叙述，不正确的是()A精原细胞在曲细精管中通过有丝分裂进行增殖B初级精母细胞在曲细精管中连续进行两次分裂C精细胞变形成为精子的过程是一系列复杂的变化过程D精子发生始于胎儿时期，终于生殖机能衰退解析：选 D 精子的发生始于初情期，终于生殖机能衰退。2下列有关卵子发生的说法不正确的是()A哺乳动物卵泡的形成和在卵巢中的储备，是在出生前完成的，这是精子和卵子在发生上的重要区别B卵原细胞增殖是通过有丝分裂完成的C哺乳动物卵原细胞的形成发生在胎儿时期D排卵是指卵泡从卵巢中排出解析：选 D 哺乳动物卵泡的形成和在卵巢中的储备，是在出生前(胎儿时期)完成的，这是精子和卵子在发生上的重要区别，A 正
12、确；卵原细胞可以通过有丝分裂进行增殖，通过减数分裂形成成熟的卵细胞，B 正确；哺乳动物卵原细胞形成于胎儿时期性别分化以后，C 正确；排卵是指卵子从卵泡中排出，D 错误。3(2019郑州八校联考)下列关于同种生物精子、卵子发生过程的说法，错误的是()A初级精母细胞和初级卵母细胞的形成时间不同B精子和卵子发生的过程中，M和 M的时间连续性不同C精子和卵子的形成都需要经过变形D雄性动物和雌性动物体内一个原始生殖细胞形成的成熟生殖细胞数目不同解析：选 C 初级精母细胞是雄性动物初情期开始后，才由精原细胞演变形成的，而初级卵母细胞是在胎儿期性别分化后形成的，A 正确；精子的发生过程中，M和 M是连续的，
13、而卵子的发生过程中，M和 M是不连续的，B 正确；精子形成过程中需要变形，卵子形成过程中不需要变形，C 错误；雄性动物体内的一个精原细胞经过减数分裂可以形成 4 个成熟的精子，而雌性动物体内的一个卵原细胞经过减数分裂可以形成 1 个卵细胞，D 正确。4如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_(生理过程)，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)能发生染色体的着丝点分裂的阶段是_。(填序号)解析：(1)图中为减数分裂，只有在受精后，
14、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(M和 M)产生精子细胞，再经过变形过程才形成精子(而卵子的形成不需要变形)，精子中很多结构会消失，而细胞核和线粒体被保留下来。(3)染色体的着丝点分裂发生在有丝分裂和减数第二次分裂中，因此为图中阶段。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)探究点二|受精作用和胚胎发育|核心探究|一、受精作用1受精阶段“四步曲”过程主
15、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，使顶体内的酶释放出来，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过程主要变化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细胞膜精子与卵细胞膜接触，立即被卵细胞膜表面的微绒毛抱合，随后精子外膜和卵细胞膜相互融合，精子入卵过程主要变化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；与此同时，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，形成雌原核融合雌、雄原核充分发育后，相向移动，彼此接触，二者体积缩小、合并，形成一个含二倍染色体的合子(即受精
16、卵)2.受精过程中的三大反应与防止多精入卵的两道屏障(1)顶体反应：获能后的精子与卵子相遇时释放顶体酶的过程。顶体反应的主要作用是形成精子穿越放射冠的通路，是精子和卵子结合必不可少的条件。(2)透明带反应：是在精子触及卵细胞膜的瞬间，产生的阻止后来的精子进入透明带的生理反应。这是防止多精入卵受精的第一道屏障。(3)卵细胞膜反应：是在精子入卵后，卵细胞膜会立即发生的一种生理反应，拒绝其他精子再进入卵内。这是防止多精入卵受精的第二道屏障。易 错 易 混(1)精子获能是指精子获得受精“能力”，而不是获得能量。(2)卵子受精的标志受精完成的标志；卵子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
17、受精过程完成的标志是雌、雄原核的融合，形成二倍体合子。(3)受精卵的遗传物质中，核遗传物质一半来自精子(父本)，一半来自卵子(母本)，细胞质中的遗传物质几乎全部来自卵子。精子的线粒体聚集在尾的基部形成线粒体鞘，卵细胞的线粒体在细胞质中，但受精时，精子尾部脱落，只有精子的头部进入卵子，因此受精卵的线粒体主要由卵细胞提供。二、胚胎发育 1早期胚胎发育的过程示意图2胚胎发育过程中各时期的特点(1)卵裂期：胚胎发育的早期有一段时间是在透明带内进行的，这一时期称为卵裂期。其细胞分裂方式是有丝分裂。(2)桑椹胚：动物胚胎发育的早期阶段，一个受精卵经过多次分裂，形成由 32 个左右细胞组成的细胞团，这个细胞
18、团就是桑椹胚。卵裂腔几乎没有或者很小。该阶段前的每一个细胞均未分化，都具有发育成完整胚胎的潜能，均属于全能细胞。(3)囊胚：由桑椹胚进一步发育，形成一个中空的细胞球，这个具有空腔的胚胎叫囊胚。桑椹胚进一步发育，细胞开始分化。聚集在胚胎一端，个体较大的细胞为内细胞团，将来发育成胎儿的各种组织，而沿透明带内壁扩展和排列的、个体较小的细胞称为滋养层细胞，将来发育成胎膜和胎盘。随着胚胎进一步发育，胚胎的内部出现了含有液体的囊腔囊胚腔，这个时期的胚胎叫做囊胚。囊胚进一步扩大导致透明带破裂，胚胎从其中伸展出来，这一过程叫做孵化。自然状态下，人类胚胎以囊胚的形式植入母体，这样能获得较高的胚胎植入率。(4)原
19、肠胚：囊胚孵化后，由囊胚再进一步发育，内细胞团表层的细胞形成外胚层，下方的细胞形成内胚层，这时的胚胎称为原肠胚，由内胚层包围的囊腔叫做原肠腔。滋养层则发育成胎儿的胎膜和胎盘。|探究演练|5下列有关哺乳动物受精作用的叙述错误的是()A刚刚排出的精子要在雌性动物生殖道内发生相应生理变化才能获得受精的能力B精子变形过程中线粒体聚集到尾的基部，精子穿越放射冠需要顶体酶C卵子在输卵管内发育到减数第二次分裂中期时才具备受精的能力D精子触及卵细胞膜的瞬间发生卵细胞膜反应解析：选 D 刚刚排出的精子要在雌性动物生殖道内发生相应生理变化才能获得受精的能力即精子获能，A 正确；精子变形过程中线粒体聚集到尾的基部，
20、精子穿越放射冠需要顶体酶，B正确；卵子在输卵管内发育到减数第二次分裂中期时才具备受精的能力，C 正确；精子触及卵细胞膜的瞬间发生透明带反应，D错误。6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：选 B 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，A 错误；囊胚与桑椹胚相比，细胞数目较多，B 正确；囊胚期开始分化，其中的滋养层细胞不是全能细胞，C 错误；受精卵在输卵管中形成，后在子宫中发育
21、，故胚胎发育的早期不可能在卵巢，D 错误。7(2018天津检测)如图所示是某种动物胚胎发育的几个阶段，下列有关叙述不正确的是()A在 211 的过程中，可能发生细胞的增殖和衰亡B在 111 的过程中细胞的全能性逐渐减小C图示细胞的增殖方式是有丝分裂D细胞分化过程从 2 开始解析：选 D 在 111 的过程中，细胞增殖的方式是有丝分裂，在 211 的过程中，可能发生细胞的增殖和衰亡，A、C 正确；在 111 的过程中细胞逐渐发生分化，细胞的全能性逐渐减小，B 正确；细胞分化过程从囊胚期(710)开始的，D 错误。8如图表示哺乳动物精子和卵子发生和成熟的示意图。请据图回答下列问题：(1)请写出表示
22、的过程：_；_；_；_。(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)初级卵母细胞进行过程是在雌性动物_时期完成的，过程是在_过程中完成的。(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：图中是染色体复制，是减数分裂，是精子的变形，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 M中期。答案：(1)染色体复制 减数分裂 变形作用 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 减数第二次分裂中课 堂 小 结|网络构建|巩固基础|1胚胎工程技术主要包括体外受精、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干细胞培养等。2精子只有获能后才能受精，受精的标志是卵细胞膜和透明带的间隙出现两个极体，受精的场所是输卵管。3防止多精入卵的两道屏障：透明带反应；卵细胞膜反应。4卵子在减数第二次分裂时会停在中期，只有受精时才能继续完成分裂。5桑椹胚及其以前的细胞都具有全能性；囊胚时期，内细胞团的细胞具有全能性。word部分：请做：课 下 提 能查缺失、补漏点点此进入该word板块
