2019年春高中生物专题3胚胎工程3.1体内受精和早期胚胎发育学案(含解析)新人教版选修3.doc
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1、131 体内受精和早期胚胎发育1简述精子和卵子的发生过程。(难点) 2.了解哺乳动物受精的过程。(重点) 3简述哺乳动物的胚胎发育过程及其主要特点。(重点)一、胚胎工程(阅读教材 P59)1操作对象:早期胚胎或配子。2技术手段:体外受精、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干细胞培养等。3特点:经过处理后获得的胚胎,还需移植到雌性动物体内生产后代,以满足人类的各种需求。二、精子和卵子的发生(阅读教材 P61P 63)1精子的发生(1)场所:在睾丸内完成。(2)时期:从初情期开始到生殖机能衰退。(3)过程第一阶段精 原 细 胞有 丝 分 裂多 个 精 原 细 胞 染 色 体 复 制 和 其 他 物 质 的
2、合 成初 级 精 母 细 胞 )第二阶段 减 数 第 一 次 分 裂次 级 精 母 细 胞减 数 第 二 次 分 裂 )第三阶段:精子细胞 精子 ( 变 形 ) (4)精子变形的变化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2三、受精(阅读教材 P63P 66)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过程准 备阶 段 精 子 获 能 : 在 生 殖 道 内 获 能卵 子 的 准 备 : 发 育 到 M 中 期 才 有 受 精 能 力 )受 精阶 段防止多精子入卵,透明带反应第一
3、障,卵细胞膜反应又一障。四、胚胎发育(阅读教材 P66P 67)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:该时期细胞属于全能细胞桑 椹 胚囊 胚 细 胞 开 始 出 现 分 化 结 构 内 细 胞 团 : 发 育 为 胎 儿 的 各 种 组 织滋 养 层 细 胞 : 发 育 为 胎 膜 和 胎 盘囊 胚 腔 : 内 含 液 体 )原 肠 胚 三 胚 层 外 胚 层 : 内 细 胞 团 表 层 的 细 胞 形 成内 胚 层 : 内 细 胞 团 下 方 的 细 胞 形 成中 胚 层 : 内 外 胚 层 间 的 细 胞 形 成 ) 原 肠 腔 : 由 内 胚 层 包 围 的 囊
4、 腔 )3连一连判一判(1)精子和卵子的发生都是从初情期开始的。()(2)顶体反应的作用是形成精子穿越放射冠和透明带的通道。()(3)(2018临沂高二检测)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。()(4)排卵是指卵细胞从卵巢中排出。()(5)(2018沈阳高二期末)精子和卵子都需要经过获能才能进行受精作用。()(6)在胚胎发育过程中细胞分化是从桑椹胚阶段开始的。()精子和卵子的发生结合下面哺乳动物精子和卵细胞的发生及成熟的图解,探究以下问题:(1)上图中表示有丝分裂,表示减数分裂。(2)雄性动物精子产生的时期是从初情期直到生殖机能衰退。(3)雌性动物卵泡的形成是
5、在出生前(胎儿期)完成的,这是精子和卵子在发生上的重要区别。(4)初级卵母细胞进行过程是在雌性动物排卵前后(时期)完成的,过程是在受精作用过程中完成的。1精子和卵子发生的不同点项目 精子发生 卵子发生4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
6、.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。1下列说法正确的是( )A哺乳动物卵泡的形成是在初情期B排出成熟卵子的过程即为排卵C卵子形成时的分裂过程均在卵巢内完成D卵子产生中的减数第二次分裂是在精子和卵子的结合过程中完成的解析:选 D。哺乳动物卵泡是在胚胎性别分化以后形成的,每个卵泡中有一个初级卵母细胞。排卵是指卵子从卵泡中排出,大多数雌性动物减数第一次分裂是在排卵前后完成的,其结果是产生一个次级卵母细胞和第一极体,进入输卵管。因此大多数动物排卵时排出的是次级卵母细胞,但
7、也有些动物如马,排出的是初级卵母细胞。进入输卵管的卵母细胞继续发育至减数第二次分裂中期,与相遇的精子结合的过程中,继续完成减数第二次分裂。即卵子形成时的分裂过程是在卵巢和输卵管内完成的。2分析下面图解判断以下哪一项不是精子、卵子发生的区别( ) 精 原细 胞 有 丝 分 裂 精 原细 胞 一 部 分 演 变 为 初 级 精母 细 胞 M 分 裂 次 级 精母 细 胞 M 分 裂 精 子细 胞 变 形 精 子A初级精母细胞、初级卵母细胞的形成时间BM和 M的时间连续性C成熟生殖细胞是否经过变形5D成熟生殖细胞中染色体的数目解析:选 D。初级精母细胞是雄性动物发育至初情期后,由精原细胞分裂形成的,
8、而初级卵母细胞是在胎儿期形成的;产生精子的 M和 M连续进行,产生卵子时通过 M形成次级卵母细胞,在精子与卵子的结合过程中完成 M;精子形成需变形,卵子不需变形;成熟的精子和卵子均经过减数分裂形成,都含有相当于亲本体细胞一半的染色体数目。(1)排卵是指卵子从卵泡中排出,而不是卵泡从卵巢中排出。且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在输卵管内结合完成受精作用。(2)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)。受精过程根据下面哺乳动物受精过程示意图,探究以
9、下问题:(1)受精前的准备精清中含有一种能抑制精卵结合的物质,只有当交配后精液进入雌性动物的生殖道时,由生殖道分泌产生一种物质解除对精卵结合的抑制,才能完成受精。这个过程叫做精子获能。卵子一般在排出后都要在输卵管中进一步成熟,当达到减数第二次分裂中期时,才具备与精子受精的能力。(2)描述图中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精子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精子进入卵细胞膜精子与卵细胞膜接触,立即被卵细胞膜表
10、面的微绒毛抱合,精子外膜和卵细胞膜相互融合,精子入卵6合子形成 雌雄原核融合成合子,即受精卵区分“顶体反应” “透明带反应” “卵细胞膜反应”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,是防止多精入卵受精的第一道屏障。卵细胞膜反应也是防止其他精子入卵,是防止多精入卵受精的第二道屏障。交汇点 1 受精作用的结果受精卵中的染色体数目又恢复到_中数目,其中有一半的染色体来自_(父方),另一半来自_(
11、母方)。交汇点 2 精子和卵细胞的识别(1)精子和卵细胞识别的细胞学基础是_。(2)不同物种间的精子和卵细胞则不能相互识别,说明两物种间存在_。答案:交汇点 1体细胞 精子 卵细胞交汇点 2(1)细胞膜上的糖蛋白 (2)生殖隔离 1下列细胞,哪一个代表已经完成受精的卵子( )解析:选 C。C 选项的细胞结构表明,在卵细胞膜和透明带之间有两个极体,说明卵子已经完成了受精。2(2018福建八县一中高二期末)如图表示精子入卵后,发生(或引起的)一系列变化形成受精卵的过程,下列叙述错误的是( )7A图中 X 指卵细胞膜反应,Y 指卵子的减数第二次分裂B经图中 Y 过程只形成了雌原核C精子入卵主要指精子
12、的头部外膜与卵细胞膜融合D精子入卵后精子的尾部留在外面,并在溶酶体的作用下自溶解析:选 B。X 表示卵细胞膜反应,是防止多精入卵的第二道屏障,Y 表示减数第二次分裂,在受精过程中卵子完成减数第二次分裂,A 正确;经图中 Y 过程,除形成雌原核外,还形成极体,B 错误;精子入卵主要指精子的头部外膜与卵细胞膜融合,C 正确;精子入卵后,尾部留在外面并在溶酶体的作用下自溶,D 正确。(1)受精标志受精完成标志。受精的标志是在卵细胞膜和透明带之间观察到两个极体,受精完成的标志是雌雄原核的融合。(2)雌雄原核不能理解成卵子、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。胚胎发育探究 1
13、 胚胎发育过程早期胚胎发育从受精卵开始到原肠胚,结合下图探究以下问题:(1)早期胚胎发育的起点是受精卵。(2)受精卵最初发育的场所是输卵管。(3)桑椹胚以前的细胞均未分化,细胞都具有全能性。(4)桑椹胚至囊胚的发育过程中,细胞开始分化,但其全能性仍很高。探究 2 胚胎发育过程中几个量的变化(1)细胞数量或 DNA 总量:胚胎发育过程是受精卵不断进行有丝分裂的过程,细胞数目越来越多,DNA 总量也会越来越多。(2)有机物总量:早期胚胎发育过程消耗的营养主要来自受精卵内储存的有机物,因而8有机物总量会越来越少。(3)细胞体积:在由受精卵发育至囊胚的过程,外面始终由透明带包裹,整个胚胎体积基本不变,
14、而细胞数目越来越多,所以每个细胞体积减小。(4)细胞核质比:在由受精卵发育至囊胚过程中,随着细胞分裂的进行,细胞核数目增多,而整个胚胎体积基本不变,所以细胞核与细胞质的比例会越来越大。1过程图示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 减小总体积 基本不变DNA 总量 增多每个细胞 DNA 基本不变有机物总量(能量) 减少9物质种类 增多1关于桑椹胚和囊胚的比较,以下说法错误的是( )A桑椹胚的各细胞结构、功能基本相同B囊胚期细胞分化是由于遗传物质突变引起的C囊胚期的细胞出现了细胞分化,但遗传物质未发生改变D囊胚期内细胞团和滋养层细胞差异不是复制水平上的差异,而是转录水平
15、上的差异引起的解析:选 B。桑椹胚的各细胞结构、功能基本相同,是全能细胞;囊胚期细胞分化是基因选择性表达的结果;囊胚期的细胞进行有丝分裂,遗传物质一般不变;内细胞团和滋养层细胞内遗传物质相同,蛋白质不同,这与转录有关。2(2018江苏苏州模拟)如图为受精作用及胚胎发育示意图,a、b 代表两个发育时期,下列叙述正确的是( )A过程发生了同源染色体的分离和自由组合B过程细胞通过有丝分裂的方式增殖Ca 时期中含有全能细胞Db 时期会分化成三个胚层解析:选 A。过程是受精作用,该过程中不会发生同源染色体的分离和自由组合;a表示囊胚期;此时细胞中的内细胞团可分离出胚胎干细胞(属于全能细胞)。早期胚胎发育
16、中营养物质的来源不同(1)卵裂期和桑椹胚时期,只进行细胞分裂,不需要从外界获取营养物质,胚胎发育所需营养主要来自卵黄。(2)囊胚期细胞开始分化,滋养层细胞从外界吸收营养物质,使胚胎继续发育。核心知识小结要点回眸 答题必备精子各部分的发育来源:头部细胞核,顶体高尔基体,尾部中心体,线粒体鞘线粒体。卵子的发生时期是胎儿期和初情期。精子获能是指精子必须在雌性动物10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。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。受精的标志是在卵细胞膜与透明带的间隙能观察到两个极体。受精作用完成的标志是雌雄原核融合形成合子。随堂检测1胚胎工程技术包
17、含的内容有( )胚胎移植 核移植 胚胎分割 体外受精A BC D解析:选 C。胚胎工程是指对动物早期胚胎或配子所进行的多种显微操作和处理技术,如体外受精、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干细胞培养等技术。核移植属于细胞工程。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精子游向卵子所需的能量来自线粒体和细胞质基质C顶体膜和精子细胞膜融合体现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解析:选 B。A 项,溶酶体酶的化学本质是蛋白质,其
18、合成的场所应为核糖体。B 项,精子运动所需要的能量主要来自有氧呼吸,有氧呼吸第一阶段发生的场所是细胞质基质,第二、三阶段发生的场所是线粒体。C 项,顶体膜和精子细胞膜的融合体现了生物膜的流动性特点。D 项,受精卵的细胞核中的遗传物质父方和母方各提供一半,而细胞质中的遗传物质几乎全部来自卵细胞。3(2018山东日照一中模拟)如图为某哺乳动物卵子及早期胚胎的形成过程示意图,下列有关叙述正确的是( )A胚胎分割时需将原肠胚的内细胞团均等分割B细胞的核遗传物质一半来自细胞,一半来自精子C细胞卵裂过程中每个细胞体积不断增大11D囊胚中的内细胞团将来发育成胎膜和胎盘解析:选 B。胚胎分割时需将囊胚的内细胞
19、团均等分割,A 项错误。细胞的细胞质遗传物质几乎都来自卵细胞,细胞核遗传物质一半来自卵细胞,一半来自精子,B 项正确。卵裂在透明带内进行,细胞数目增多,总体积不变或略有减小,每个细胞的体积逐渐减小,C 项错误。囊胚中的内细胞团将来发育成胎儿的各种组织,D 项错误。4(2018西安七十中高二期末)下列关于滋养层细胞的叙述,不正确的是( )A囊胚滋养层细胞将来发育成胎盘和胎膜B可以用滋养层细胞做 DNA 分析性别鉴定C囊胚滋养层细胞就是将来原肠胚的外胚层D滋养层细胞沿透明带内壁扩展和排列解析:选 C。囊胚滋养层细胞将来发育成胎盘和胎膜,A 正确;滋养层细胞也是由受精卵进行有丝分裂而来的,和内细胞团
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