高中生物第2章胚胎工程第1节胚胎工程的理论基础第2课时胚胎的发育学案北师大版.docx

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高中生物第2章胚胎工程第1节胚胎工程的理论基础第2课时胚胎的发育学案北师大版

第2课时　胚胎的发育

[目标导读]　1.阅读教材P29内容，了解哺乳动物的受精过程。

2.结合教材P30图文，简述哺乳动物胚胎发育的过程及其主要特点。

[重难点击]　1.受精作用的概念。

2.动物胚胎发育的基本过程。

英国人W·希普于1890年在剑桥大学将纯种安哥拉兔的两个4细胞胚胎移植到一只毛色特征完全不同的比利时兔的输卵管内，结果生出两只纯种的安哥拉兔。

这是世界上第一例胚胎移植，胚胎工程由此创始。

什么是胚胎工程呢？

胚胎工程的操作对象、技术手段、理论基础分别是什么？

想了解这些，就让我们先来学习这一节：

受精作用和早期胚胎发育。

一、受精作用

1.概念：

两性配子结合形成一个新细胞合子的过程。

2.受精场所：

输卵管。

3.受精过程

（1）顶体反应：

精子的顶体释放水解酶（也叫顶体酶），将卵细胞的透明带分解，从而进入卵细胞内（如图A）。

（2）透明带反应：

精子接触卵黄膜时，卵细胞被激活，释放出一种物质传播到卵黄表面，引起透明带发生改变，阻止后来的精子入卵（如图B）。

（3）精子入卵：

人和许多哺乳动物的精子是在次级卵母细胞处于减数分裂Ⅱ的中期时进入的，精子进入后，次级卵母细胞才完成减数分裂Ⅱ，并放出第二极体，之后卵核和精核才融合为一个合子核，完成受精作用（如图C）。

根据下面哺乳动物受精过程示意图，请分析：

1.过程①、②中，精子要穿过放射冠和透明带，依赖于哪种反应？

答案　顶体反应。

2.过程③之后，其他精子很难再入卵，原因是什么？

有什么意义？

答案　发生了透明带反应，防止多精入卵，保证子代细胞中染色体数目正常。

3.当观察到卵细胞膜和透明带的间隙出现两个极体时，说明卵母细胞已经发生了什么变化？

答案　卵细胞膜和透明带的间隙出现两个极体时，说明卵母细胞已经完成了减数第二次分裂，这是受精的标志。

4.卵核和精核是指卵细胞和精子原来的细胞核吗？

答案　不是。

卵核和精核不能理解成卵细胞和精子原来的细胞核，而是在原来细胞核的基础上形成的新核，原核膜已破裂。

5.上述过程发生在雌性动物的哪个部位？

答案　输卵管。

1.在受精过程中，下列描述正确的是（　　）

①精子必须发生顶体反应，释放顶体酶　②顶体酶可使精子穿过放射冠、透明带、卵细胞膜　③卵细胞恢复并很快完成了第一次成熟分裂　④精子和卵细胞的细胞核分别形成雄原核和雌原核　⑤透明带反应防止了多精入卵和多精受精的发生

A.①②⑤B.①④⑤

C.②③④D.②④⑤

答案　B

解析　在受精过程中，精子与卵子相遇时，精子顶体释放顶体酶，溶解卵泡细胞间的物质，形成精子穿越放射冠的通道，精子穿过透明带之后与卵细胞膜接触，随即产生阻止后来精子进入透明带的反应；精子入卵后，卵细胞膜立即发生拒绝其他精子再进入卵内的生理反应；在受精过程中，卵子已经完成了减数分裂Ⅰ，且处于减数分裂Ⅱ中期，只有完成受精作用以后，才继续完成减数分裂Ⅱ，受精后精子和卵子核膜都破裂，之后形成雄原核、雌原核并融合在一起，即形成合子核。

二、胚胎发育的过程

1.起点：

受精卵。

2.分裂方式：

有丝分裂。

3.场所：

最初在输卵管，后移入子宫。

4.早期胚胎发育的三个阶段

（1）桑椹胚

①受精卵开始进行的几次有丝分裂叫卵裂，当卵裂球分裂到16～32个细胞时的细胞团叫桑椹胚。

②当卵裂球内含2～8个细胞时，每个细胞都具有全能性，可以作为胚胎移植的核供体。

（2）囊胚

①由内细胞团和滋养层细胞组成。

内细胞团将来发育成完整的胚胎，滋养层细胞发育成胎膜和胎盘，为胚胎提供营养。

②囊胚内部出现的空腔叫囊胚腔，囊胚期开始出现细胞分化。

（3）原肠胚：

由外胚层、中胚层、内胚层组成。

下图是高等动物的生命周期示意图，据图分析：

1.个体发育指的是哪个过程？

答案　由受精卵到性成熟个体的过程。

2.卵裂期的细胞分裂方式是怎样的？

该过程中，细胞的数目、单个细胞的体积、胚胎的总体积如何变化？

答案　卵裂期的细胞分裂方式是有丝分裂。

卵裂中，细胞数目不断增加；单个细胞体积缩小；胚胎总体积不变或略有缩小。

3.细胞分化开始于哪个阶段？

变化最大的是哪个阶段？

答案　囊胚；原肠胚。

2.下列能正确表示高等动物胚胎发育顺序的是（　　）

A.受精卵→囊胚→卵裂→原肠胚→组织器官的分化

B.卵→卵裂→原肠胚→组织器官的分化

C.受精卵→囊胚→原肠胚→幼体

D.受精卵→卵裂→桑椹胚→囊胚→原肠胚→组织器官的分化

答案　D

3.如图是牛囊胚示意图，下列有关该图的叙述错误的是（　　）

A.透明带是初级卵母细胞在减数第一次分裂时形成的

B.囊胚腔是一个充满液体的腔

C.内细胞团将来分化成内胚层

D.滋养层将来发育成胎膜和胎盘

答案　C

解析　内细胞团将来发育成胎儿的各种组织。

题后归纳

　早期胚胎发育的过程

1.受精过程完成的标志是（　　）

A.释放第二极体

B.雌、雄原核形成

C.雌、雄原核融合形成合子

D.第一次卵裂

答案　C

解析　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，两组核染色体合为一组形成合子，即受精卵，至此受精过程完成。

2.关于受精作用，下列说法错误的是（　　）

A.受精作用发生在输卵管中

B.受精前精子和卵细胞已经完成减数分裂Ⅱ

C.精子与卵细胞的相互识别依靠细胞膜上的糖蛋白

D.精子和卵细胞接触时，精子发生顶体反应，释放出水解酶，将卵细胞的透明带分解，从而进入卵细胞内

答案　B

解析　精子和卵细胞结合过程中次级卵母细胞才完成减数分裂Ⅱ。

3.下列关于人体早期胚胎发育的说法，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.卵裂期胚已经分化

答案　C

解析　早期胚胎发育阶段的顺序是：

桑椹胚→囊胚→原肠胚，囊胚前的细胞属于全能细胞，囊胚期细胞分化，出现囊胚腔，进一步发育形成原肠胚，出现原肠腔。

4.实验证明，下列胚胎发育到哪一阶段时，每一个细胞都属于全能干细胞（　　）

A.桑椹胚以前

B.囊胚以后

C.原肠胚以前

D.孵化或出生前的胚胎

答案　A

解析　桑椹胚以前的细胞还没有分化，每个细胞都具有发育成完整胚胎的潜能。

5.如图表示哺乳动物发育过程的几个阶段，请据图回答下列问题：

（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________________。

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

[基础过关]

1.下列关于受精作用的叙述，错误的是（　　）

A.受精作用进行时，通常是精子的头部进入卵细胞，尾部留在外面

B.一旦卵细胞与一个精子结合后，卵细胞膜会发生变化，以阻止其他精子再进入

C.受精卵中的染色体一半来自父方，一半来自母方。

受精卵中的DNA也同样是一半来自父方，一半来自母方

D.受精前的卵细胞代谢较慢，受精后的卵细胞十分活跃

答案　C

解析　受精卵中的染色体一半来自父方，一半来自母方，使得细胞核中的DNA一半来自父方，一半来自母方，细胞质中的DNA主要来自卵细胞，即来自母方。

2.下列关于卵细胞的成熟部位和受精部位叙述正确的是（　　）

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

解析　排出的卵细胞需要在输卵管内进一步成熟，然后再与获能的精子在该场所受精。

3.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精核、卵核的形成　⑥核膜消失，精核、卵核融合

A.①②③④⑤⑥B.③②④⑥⑤①

C.④⑤②①③⑥D.③④②⑤⑥①

答案　D

解析　受精过程的顺序为：

顶体反应→释放第二极体→精核、卵核的形成→精核、卵核融合→第一次卵裂开始。

4.胚胎发育的哪一阶段，每一个细胞都具有发育成完整胚胎的潜能（　　）

A.胎儿期B.原肠胚

C.囊胚D.桑椹胚

答案　D

解析　桑椹胚时期每一个细胞都具有发育成完整胚胎的潜能。

囊胚、原肠胚、胎儿期都在桑椹胚阶段之后，随着细胞分化程度的提高，大部分细胞不能再发育成完整胚胎。

5.能够发育成胎膜和胎盘的是（　　）

A.内细胞团B.滋养层

C.外胚层D.内胚层

答案　B

解析　囊胚的滋养层细胞发育为胎儿的胎膜和胎盘。

6.以下关于桑椹胚的说法不正确的是（　　）

A.胚胎细胞达到16～32个时，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

答案　C

解析　良种母牛体内的桑椹胚是由受精卵发育而成的，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。

[能力提升]

7.下列关于哺乳动物受精和发育的叙述正确的是（　　）

A.雌性动物排卵后，遇到精子即可完成受精

B.胚胎发育至囊胚时即已开始了细胞分化，这是由于基因开始进行选择性表达

C.动物卵细胞的形成过程始于初情期后

D.动物的个体发育过程是：

受精卵→卵裂→桑椹胚→囊胚→原肠胚→幼体

答案　B

解析　雌性动物排出的卵细胞并非成熟的卵细胞，即使遇到精子，也要在成熟至减数分裂Ⅱ的中期时，才具备与精子受精的能力；胚胎在桑椹胚后继续发育至囊胚时开始分化，分化的实质是基因的选择性表达；动物卵细胞的发生始于性别分化后；动物的个体发育过程包括胚胎发育和胚后发育。

8.下列细胞，哪一个代表已经完成受精的卵细胞（　　）

答案　C

解析　卵细胞受精的标志是在卵细胞膜和透明带的间隙可观察到两个极体，故C项正确。

9.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的增加而不断增大

C.囊胚的滋养层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　胚胎发育的卵裂期，卵裂球的总体积基本不变，因此细胞的体积会随着分裂次数的增加而不断减小；囊胚的滋养层细胞不具有发育全能性，只能发育成胎膜和胎盘，内细胞团细胞才具有发育全能性；原肠胚发育分化形成内、中、外三个胚层。

10.研究表明，大多数动物如蛙的受精卵在卵裂期随着卵裂的进行，胚胎的体积并不增大，但胚胎细胞核的总质量与细胞质的总质量（核/质）比值却发生变化。

下列符合卵裂期核质质量比值变化趋势的示意图是（　　）

答案　A

解析　蛙的受精卵在卵裂时，随着有丝分裂的进行，细胞数量增加，所以细胞核的总质量不断增加，但是胚胎的体积并不增大，所以核质质量比值将不断上升。

11.下图表示精卵相遇的示意图。

仔细读图，回答下列问题：

（1）写出各部分名称：

①________；②________；③______________________；④____________；⑤____________。

（2）精子与卵细胞相遇，________内的某些酶类释放出来，将卵细胞的________分解，从而进入卵细胞内。

当精子触及卵黄膜时，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分裂Ⅱ，放出________后形成________。

（4）当________________________，受精过程至此结束。

答案　

（1）透明带　放射冠　减数分裂Ⅱ后期的卵细胞细胞核　第一极体　卵细胞膜　

（2）顶体　透明带　透明带反应　（3）精核　第二极体　卵核　（4）卵核和精核融合为一个合子核

解析　当精子触及卵细胞膜的瞬间，会产生阻止后来精子进入透明带的生理反应，即透明带反应；受精过程完成的标志是精核与卵核融合为合子核。

12.如图为哺乳动物的生殖和个体发育过程，请据图回答下列问题：

（1）哺乳动物的精子和卵细胞在________中完成受精作用。

（2）哺乳动物个体发育的起点是________，其胚胎发育的整个过程在_______________中完成。

（3）图示Ⅰ过程为__________，Ⅱ过程为__________。

（4）图中“？

”处应为________，内细胞团出现于________时期。

（5）过程①需经过多次细胞分裂才能完成，请在下图中绘出该过程中每个细胞的体积、核DNA含量与时间的关系。

答案　

（1）输卵管　

（2）受精卵　输卵管和子宫　（3）胚胎发育　胚后发育　（4）原肠胚　囊胚　（5）如图所示

解析　

（1）哺乳动物的受精作用及胚胎早期细胞分裂在输卵管中进行。

（2）受精卵是个体发育的起点，整个胚胎发育过程在输卵管和子宫内完成。

（3）图示Ⅰ、Ⅱ过程分别表示胚胎发育及胚后发育。

（4）图中“？

”处应为原肠胚，内细胞团应出现于囊胚期，卵裂期每个细胞的体积将逐渐减小，每个细胞的核DNA含量不变。

13.如图表示哺乳动物胚胎发育过程的几个阶段，请据图回答下列问题：

（1）本题图中A、B、C阶段中，表示囊胚和原肠胚的是__________。

（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______________________________。

（5）动物胚胎是由合子经有丝分裂形成的，合子只能由一个精子和卵子结合的生理基础是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

答案　

（1）B、C　

（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　（5）透明带反应和卵细胞膜反应

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）桑椹胚细胞具有全能性；囊胚期开始出现细胞分化，已分化为滋养层细胞和内细胞团；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）内细胞团将来发育为胎儿的各种组织，滋养层细胞将来发育为胎膜和胎盘。

（5）受精时的透明带反应和卵细胞膜反应是防止多精入卵的两道屏障。

[真题体验]

14.（2015·四川，2）精子内的顶体由溶酶体特化而来。

精卵识别后，顶体膜与精子细胞膜融合，释放溶酶体酶使卵子外层形成孔洞，以利于精卵融合形成受精卵。

下列叙述正确的是（　　）

A.顶体内储存的溶酶体酶是在精子的溶酶体中合成的

B.精子游向卵细胞所需的能量来自线粒体和胞质溶胶

C.顶体膜和精子细胞膜融合体现了生物膜的选择透过性

D.受精卵中的遗传物质一半来自父方另一半来自母方

答案　B

解析　顶体内储存的溶酶体酶的化学本质是蛋白质，是在精子的核糖体上合成的，A错误；精子游向卵细胞所需能量由细胞呼吸产生的ATP供给，而细胞呼吸的场所为胞质溶胶和线粒体，B正确；顶体膜和精子细胞膜融合体现了生物膜的流动性，C错误；受精卵的染色体一半来自父方，另一半来自母方，核基因父母双方各占一半，但受精卵的细胞质几乎全部来自母方，质基因也几乎全部来自母方，D错误。

15.（2014·江苏，2）下列关于蛙胚胎发育过程的叙述，正确的是（　　）

A.通过细胞分裂不断增加细胞数量，并在一定时期发生细胞分化

B.胚胎发育过程中细胞不断分裂，但不发生凋亡

C.随着细胞分裂次数的增加，蛙胚的有机物总量不断增加

D.发育过程中蛙胚从环境中获得的氧气和营养物质逐渐增加

答案　A

解析　在蛙的胚胎发育过程中，通过细胞分裂增加细胞数量，在囊胚期细胞开始分化，A项正确；胚胎发育过程中，既有细胞的分裂和分化，也有细胞的衰老和凋亡，B项错误；在蛙胚胎发育的过程中，由于细胞呼吸的消耗，有机物的总量不断减少，C项错误；蛙胚胎发育过程中需要从环境中获得氧气，但利用的营养物质是受精卵自身含有的，D项错误。