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专题3 胚胎工程 3.1 体内受精和早期胚胎发育,探究1 胚胎工程概念与精子、卵子的发生 【研读教材自主认知】 1.胚胎工程概念: (1)操作对象:动物_或配子。 (2)处理技术:如体外受精、_、_、胚胎干细胞培养 等。 (3)实质:在体外条件下,对_进行的 模拟操作。,早期胚胎,胚胎移植,胚胎分割,动物自然受精和早期胚胎发育条件,2.精子和卵子的发生: (1)精子的发生。 场所:_内。 时期:从_开始,直到_。 过程:,睾丸,初情期,生殖机能衰退,有丝,分裂,M,M,变形,精子的变形(包括头、颈、尾):,头的主要部分,头部的顶体,尾,线粒体鞘,原生质滴,精子的形状:外形似蝌蚪,分_、_、_三大部分。,头,颈,尾,(2)卵子的发生。 场所:_、输卵管。 时期:_以后。,卵巢,性别分化,过程:,胎儿期,初级卵母细胞,初情期后,卵巢,输卵管,【合作探究核心归纳】 1.精子的发生: (1)精子的形成为什么划分为三个阶段? 提示:三个阶段对应不同的过程,精原细胞形成初级精母细胞;含单倍染色体精子细胞的形成;精子细胞变形成为精子。 (2)精子变形时,细胞中很多结构都会消失,为什么细胞核和线粒体会保留下来? 提示:细胞核是精子遗传物质的储存场所,而线粒体则是精子进行有氧呼吸产生能量的主要场所。,2.卵子的发生: (1)一个卵泡中能形成几个卵子? 提示:一个初级卵母细胞被卵泡细胞包围,形成一个卵泡,所以一个卵泡中只能形成一个卵子。 (2)排卵是指卵子从卵泡中排出,还是指卵泡从卵巢中排出? 提示:是指卵子从卵泡中排出。 (3)刚排出的卵子是成熟的卵子吗? 提示:刚排出的卵子尚未完全成熟,有的处于减数第一次分裂时期,如马;有的处于减数第二次分裂时期,如羊、猪。,(4)精子和卵子在什么部位结合?结合的标志是什么? 提示:精卵在输卵管内结合。结合的标志是在卵细胞膜和透明带的间隙出现两个极体。,3.精子和卵子发生的比较: (1)精子和卵子的发生都是从初情期开始的吗?为什么? 提示:不是。精子的发生从初情期开始,而卵子的发生在动物胚胎性别分化以后就开始。 (2)精子和卵子的发生场所有什么不同? 提示:精子发生的三个阶段都在睾丸的曲细精管内,卵子发生的场所不唯一,M在卵巢中,M在输卵管中。,【归纳总结】精子和卵子发生的比较,【过关小练即时应用】 1.下列不是精子、卵子发生的区别的是 ( ) A.初级精母、卵母细胞的形成时间 B.M和M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目,【解题指南】解答本题需要明确以下两点: (1)精子、卵子发生的时间不相同。 (2)减数分裂产生的精子细胞要经过变形才得到精子。,【解析】选D。初级精母细胞是雄性动物初情期开始后,才由精原细胞形成的,而初级卵母细胞在胎儿性别分化以后就形成了;精子产生时M和M是连续进行的,卵子产生时通过M形成次级卵母细胞,在精子与卵子的结合过程中才完成M;精子细胞形成后变形为蝌蚪状,卵子不需变形;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,即精子、卵子中染色体数目相同,故D项所述不是两者的区别。,2.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(过程)是指 ,阶 段C是指个体发育的 (时期),阶段D是指个体发育的_ (时期)。 (2)卵子受精的标志是 。 (3)能发生染色体的着丝点分裂的阶段是 (填序号)。 (4)阶段存在的变异方式是 。,【解题指南】解答本题的关键:卵子形成的过程及每个阶段发生的时期。 【解析】题图为卵子发生及受精过程,依据所学可知:(1)卵原细胞经有丝分裂增殖,并进一步演变成初级卵母细胞,直到初情期排卵前后再进行M,形成次级卵母细胞和第一极体,M发生在精子和卵子结合的过程中,形成合子和第二极体。(2)卵子受精的标志是在透明带和卵细胞膜的间隙观察到两个极体。(3)着丝点分裂发生在有丝分裂后期或M后期。(4)有丝分裂过程中可以发生基因突变和染色体变异两种变异。,答案:(1)第一极体 合子 受精 胎儿期 初情期后 (2)在透明带和卵细胞膜的间隙观察到两个极体 (3) (4)基因突变、染色体变异,【补偿训练】有关哺乳动物精子和卵子发生过程的叙述,正确的是 ( ) A.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 B.线粒体鞘内包裹着线粒体,可以为精子尾部的运动提供能量 C.刚排出的卵子还未成熟,其受精作用在子宫内完成 D.排卵就是指卵泡从卵巢中排出,【解析】选B。精子变形过程中细胞内的其他物质浓缩为原生质滴,中心体变成精子的尾,A项错误;线粒体鞘是由线粒体转变成的,可以为精子的尾部运动提供能量,B项正确;刚排出的卵子未成熟,需发育到减数第二次分裂中期才具有受精能力,受精作用的场所是输卵管,C项错误;排卵是指卵子从卵泡中排出,而不是卵泡从卵巢中排出,D项错误。,探究2 受精 【研读教材自主认知】 1.场所:_。 2.受精过程: (1)受精前的准备阶段。 精子获能:精子在_的生殖道内获能。 卵子的准备:在输卵管中发育到_,才具备与 精子受精的能力。,输卵管,雌性动物,减数第二次分裂的中期,(2)受精阶段:,顶体,透明带,卵细胞膜反应,【合作探究核心归纳】 1.准备阶段: 刚刚采集到的哺乳动物的精子和卵子能立刻受精吗?为什么? 提示:不能。精子要获能后才具有受精能力,卵子必须进一步成熟到减数第二次分裂中期才能受精。,2.受精过程: (1)标出下图中各结构的名称:,精子,放射冠,透明带,卵细胞膜,(2)防止多精入卵的屏障有哪些? 提示:两道屏障防止多精入卵:透明带反应、卵细胞膜反应。 (3)受精完成的标志是什么? 提示:雌、雄原核融合形成合子标志着受精完成。,【归纳总结】 1.受精过程中生理或结构上的变化:,2.生殖细胞的形成及受精作用的三点提醒: (1)成熟的精子并不具有受精能力,必须获能后才具备受精能力。 (2)卵子形成过程中,减数第一次分裂在排卵前后完成,而减数第二次分裂在受精时完成,达到减数第二次分裂中期才具备与精子受精的能力。 (3)受精的标志是在透明带和卵细胞膜的间隙观察到两个极体,而受精完成的标志为雌、雄原核的融合。,【过关小练即时应用】 1.(2015四川高考)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,【解题指南】(1)题干关键信息:“溶酶体特化”“细胞膜融合”。 (2)关键知识:蛋白质的生物合成、细胞的能量供应、生物膜的流动性、 受精作用。 【解析】选B。本题考查动物受精作用的相关知识。A项,溶酶体酶的 化学本质是蛋白质,由核糖体合成,故错误。B项,有氧呼吸(场所为细 胞质基质和线粒体)可为精子游动提供能量,故正确。C项,顶体膜和精 子细胞膜融合体现生物膜的流动性,故错误。D项,受精卵细胞核中的 遗传物质一半来自父方另一半来自母方,而细胞质中的遗传物质大部 分来自母方,故错误。,2.下图是某种哺乳动物的生殖和发育的过程图解,请据图回答: (1)写出A、B所示生理过程的名称: A ;B 。,(2)在A过程中卵子的形成需要经过两次分裂,第一次减数分裂是在雌 性动物 前后完成的,第二次减数分裂是在 过程 中完成的;精子细胞需变形才能成为成熟的精子,精子细胞的_ 变为精子头部的主要部分, 发育为精子头部的 顶体, 演变为精子的尾。 (3)B过程是在雌性动物的 中完成的。精、卵结合过程中, 阻止多精子入卵的两道屏障分别是 和 。 (4)在C过程中,细胞分裂的方式是 分裂,在发育过程的_ 时期,胚胎突破透明带。,【解析】(1)A过程表示雌雄个体通过减数分裂产生卵子和精子的过程;B过程表示精卵结合形成合子的过程,即受精作用。 (2)卵子形成过程中,减数第一次分裂是在雌性动物排卵前后完成的,减数第二次分裂发生在精、卵结合的过程中。精子细胞变形为精子的过程中,细胞核变为精子头部的主要部分,高尔基体发育为精子头部的顶体,中心体演变为精子的尾。,(3)精卵结合是在输卵管中完成的;阻止多精子入卵的两道屏障是透明带反应和卵细胞膜反应。 (4)胚胎发育时期的细胞分裂是有丝分裂;而当早期胚胎发育到囊胚时期,胚胎突破透明带。 答案:(1)减数分裂 受精作用 (2)排卵 精、卵结合 细胞核 高尔基体 中心体 (3)输卵管 透明带反应 卵细胞膜反应 (4)有丝 囊胚,【互动探究】精子细胞变形为精子,各部分在受精中有何作用? 提示:顶体:顶体反应形成精子穿越放射冠和透明带的通路。头:精卵结合后,控制遗传特性和代谢活动。尾:运动,使精子穿越放射冠、透明带到达卵细胞膜。线粒体鞘:为尾部运动提供能量。,【补偿训练】受精过程的顺序为 ( ) 第一次卵裂开始 释放第二极体 顶体反应 穿越透明带 雌、雄原核的形成 雌、雄原核融合 A. B. C. D. 【解析】选B。受精过程的顺序为:精子穿越放射冠(依靠顶体反应),穿过透明带,进入卵细胞膜,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,精子形成雄原核;然后配子结合形成合子(雌、雄原核融合)。,探究3 胚胎发育 【研读教材自主认知】 1.卵裂期特点: (1)细胞分裂方式为_。 (2)细胞的数量不断_。 (3)胚胎的总体积_,或略有_。,有丝分裂,增加,并不增加,缩小,2.早期胚胎发育的几个阶段及特点:,32个,全能,分化,内细胞团,滋养层细胞,表层,内胚层,原肠腔,【合作探究核心归纳】 1.早期胚胎发育的过程: 用箭头和文字表述早期胚胎发育依次经历哪些时期,哪个时期开始出现分化。 提示:受精卵卵裂期桑椹胚囊胚(开始分化) 原肠胚。,2.卵裂期特点: 根据卵裂期的特点分析,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。,【精讲精析】卵裂期细胞各部分的变化,【归纳总结】早期胚胎发育过程中两个易错点 (1)误认为卵裂期DNA总量增加,细胞数量增加,胚胎体积就增大。细胞数量虽然增加,但由于不从外界获取营养物质,因此胚胎总体积并不增大或略有缩小,每个细胞的体积会随分裂的进行不断缩小。 (2)误认为细胞分化只发生在胚胎发育早期。在胚胎发育过程中,细胞分化是从囊胚期开始的,原肠胚阶段是早期胚胎发育中分化程度最高的阶段,细胞分化贯穿在整个个体发育过程中。,【过关小练即时应用】 1.(2014江苏高考)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 【解题指南】关键知识:蛙是卵生动物,胚胎发育需要的营养物质只来 自受精卵,不从外界获取。,【解析】选A。本题考查动物胚胎发育的过程。受精卵通过细胞分裂增加细胞数量,囊胚期细胞开始出现分化,到原肠胚的时候,细胞分化达到最大程度,故A正确;胚胎发育过程中细胞不断分裂,也会发生细胞的凋亡,故B错误;随着细胞分裂次数的增加,蛙胚的有机物总量不断减少,故C错误;发育过程中蛙胚从环境中获得氧气,但是营养物质全部来自受精卵,故D错误。,2.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阶段的细胞具有发育上的 性,B阶段开始出现_ ,C阶段开始出现 。 (4)2将来发育成 。,【解题指南】解答本题应注意以下两点: (1)根据图示判断出A、B、C各属于胚胎发育的哪个时期,然后再分析各时期的特点。 (2)明确桑椹胚期胚胎为致密的细胞团,而囊胚期和原肠胚期分别出现囊胚腔和原肠腔。,【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,如分化为外胚层、内胚层等。(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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