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专题3 胚 胎 工 程 3.1 体内受精和早期胚胎发育,一、胚胎工程的概念 1.操作对象：_或_。 2.操作水平：_操作和处理技术。 3.技术手段：体外受精、_、_、胚胎干 细胞培养等。 4.理论基础：哺乳动物_和_发育的规律。,早期胚胎,配子,多种显微,胚胎移植,胚胎分割,受精,早期胚胎,二、精子和卵子的发生 1.精子的发生： (1)场所：在_内完成。 (2)时期：从_开始，到_。,睾丸,初情期,生殖机能衰退,(3)过程：,有丝分裂,染色体,减数第一次分裂,减数第二次分裂,变形,(4)形态：精子外形似蝌蚪，分_三大部分。 2.卵子的发生： (1)场所：在雌性动物的_内完成。 (2)时期：动物的胚胎在_以后。,头、颈和尾,卵巢,性别分化,(3)过程：,胎儿期,卵巢内,初级卵母细胞,排卵前后,卵巢内,精子和卵子结合的过程中,输卵管,三、受精 1.概念：受精是_与_结合形成_的过程。 2.场所：在雌性动物的_内完成。 3.受精过程：,精子获能,透明带,卵细胞膜,受精,精子,卵子,合子,输卵管,受精卵,原核,(1)准备阶段。 精子_：精子必须在雌性动物生殖道发生相应的生理变 化后，才能获得受精能力。 卵子的准备：卵子在输卵管内进一步成熟，当达到_ _时，才具备与精子受精的能力。 (2)受精阶段：主要包括精子穿越放射冠和_，进入卵 细胞膜，_形成和融合。,获能,减数第,二次分裂中期,透明带,原核,(3)防止多精入卵的屏障。 透明带反应(第一道屏障)：精子触及_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_后，卵细胞膜会 立即发生一种生理反应，拒绝其他精子再入卵内。,卵细胞膜,入卵,(4)原核形成及配子结合。 雄原核形成：精子入卵后，尾部脱离，原有的核膜破裂， 随后形成新的_，最后形成_。 雌原核形成：被激活的卵子完成_，排出 _后，形成_。 (5)配子结合：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_的合子。,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、胚胎发育 过程及各阶段特点： 受精卵 卵裂期 _ _ _,（1）细胞分裂方式：_ （2）细胞数量_，胚胎总体积_ （1）细胞数目为_个左右 （2）细胞都具有_ （1）内细胞团：发育为_ （2）滋养层细胞：发育成_ （1）外胚层：由内细胞团_细胞形成 （2）内胚层：由内细胞团_细胞形成,有丝分裂,增多,不增加或略有缩小,32,全能性,胎儿的各种组织,胎膜和胎盘,表层,下方,桑椹胚,囊胚,原肠胚,【微点拨】 1.为什么精子中的线粒体集中在尾的基部？ 提示：线粒体是进行有氧呼吸分解有机物产生能量的主要场所，精子的线粒体在形成过程中，聚集于尾的基部形成线粒体鞘，是精子维持生存和运动能量的“动力工厂”或“发动机”。 2.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。精子的发生是从初情期开始，而卵子的发生是动物胚胎在性别分化以后。,3.精子和卵子是否都需要经过获能才能进行受精作用？说明原因。 提示：否。一般情况下，精液中的精子只有进入雌性动物生殖道中才能获能，而卵子在输卵管中发育到减数第二次分裂中期，才具备受精能力。 4.受精的标志和受精完成的标志相同吗？为什么？ 提示：不相同。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。,5.同卵双生和异卵双生有什么区别？ 提示：同卵双生是指一个受精卵在第一次分裂后彼此分开，进行各自的分裂、分化形成完全相同的两个个体。异卵双生是指一次同时排出两个卵子，且同时受精形成两个受精卵，且这两个受精卵都发育成新的个体。 6.在胚胎发育过程中，细胞分化是从哪个时期开始的？ 提示：囊胚期细胞开始出现分化。 7.卵裂期应包含早期胚胎发育的哪些阶段？ 提示：卵裂期是在透明带内进行的，它包括受精卵刚开始分裂的时期、桑椹胚阶段以及囊胚期的一部分。,1.精子的形成过程中不存在( ) A.精原细胞的染色体复制 B.初级精母细胞进行两次分裂 C.精子细胞中含有单倍染色体 D.初级精母细胞经过减数分裂后即可得到精子 【解析】选D。初级精母细胞减数分裂后得到精子细胞，精子细胞经变形后才可得到精子。,2.初级卵母细胞的减数第一次分裂完成于( ) A.排卵前后，在卵巢内 B.受精前，在卵巢内 C.排卵前后，在输卵管内 D.受精时，在输卵管内 【解析】选A。雌性动物的减数第一次分裂发生在动物排卵前后，在卵巢内进行，其结果是生成一个次级卵母细胞和一个第一极体，然后进入输卵管，准备受精。,3.在受精卵中，来自精子和卵细胞相同的是( ) A.线粒体数量 B.DNA分子数量 C.染色体数量 D.RNA分子数量 【解析】选C。精子和卵细胞中染色体数量都是体细胞中的一半，细胞质中线粒体数量不会相同，线粒体中也有DNA，所以DNA不同，自然RNA也不同。,4.精子的变形过程中演变为精子的尾的是( ) A.高尔基体 B.细胞核 C.内质网 D.中心体 【解析】选D。精子细胞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，线粒体聚集在尾的基部形成线粒体鞘，其他物质浓缩为原生质滴。,5.精子获能后，不发生的变化是( ) A.完成第二次成熟分裂 B.可以释放顶体酶 C.能穿越放射冠 D.能穿越透明带 【解析】选A。精子获能后和卵子相遇，进行受精作用，在受精过程中会发生顶体反应，释放顶体酶，穿越放射冠，穿越透明带等现象，但精子获能前已完成了减数第二次分裂。,6.下列与动物卵裂无直接关系的细胞器是( ) A.中心体 B.核糖体 C.线粒体 D.高尔基体 【解析】选D。动物卵裂的方式是有丝分裂，纺锤体形成与中心体有关，由线粒体提供能量，核糖体合成相关的蛋白质，但高尔基体与卵裂没有直接关系。,7.下列关于动物胚胎发育过程的叙述中，错误的是( ) A.胚胎发育的起点是受精卵 B.胚胎发育过程包括细胞的分裂与分化 C.受精卵通过卵裂发育成桑椹胚 D.原肠胚细胞开始出现分化 【解析】选D。胚胎发育是由受精卵发育为幼体的过程，受精卵是发育的起点。受精卵经过细胞分裂和细胞分化，形成桑椹胚、囊胚、原肠胚，囊胚细胞开始出现分化。,一、精子和卵子的发生 1.不同点：,2.相同点： (1)原始生殖细胞的增殖为有丝分裂，生殖细胞的发生为减数分裂。 (2)发生过程均经一次复制和两次分裂，子细胞中的染色体数目减半。,【易错提醒】 (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，这是精子和卵子在发生上的区别。 (3)不同动物排出的卵子成熟程度不同。有的动物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)。,1.牛的初级精母细胞，经过两次细胞分裂产生的细胞是( ) A.次级精母细胞 B.精子细胞 C.精子 D.次级卵母细胞,【解题关键】明确减数分裂的结果与精子形成不同： 减数第一次分裂形成次级精母细胞，减数第二次分裂形成精子细胞，精子是由精子细胞变形后形成的。 【解析】选B。初级精母细胞经过减数分裂过程，最终产生的是精子细胞。由精子细胞经过一个变形时期才可形成精子。,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)当观察到第二极体时，可以表明 。 (3)图中分别表示的过程是 、 、 ， 其中有染色体着丝点分裂的是 (填序号)。 (4)排卵是指 从 中排出，刚排出的卵子尚未完全成熟，需要在 内进一步成熟。,【解题关键】根据图示判断出是卵子发生中的哪一过程，然后再分析各过程所发生的具体变化。 【解析】(1)图中是初级卵母细胞生长和透明带形成；为减数分裂，次级卵母细胞的减数第二次分裂是在受精过程中完成的，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开始的，因此阶段C为胎儿期；阶段D为初情期后。(2)当观察到第二极体时，表明卵子已经受精。(3)着丝点分裂可发生在有丝分裂中，也可发生在减数第二次分裂中，即题图过程中。(4)排卵是指卵子从卵泡中排出，需在输卵管内进一步成熟。,答案：(1)第一极体 合子 受精 胎儿期 初情期后 (2)卵子已经受精 (3)初级卵母细胞生长和透明带形成 减数第一次分裂 减数第二次分裂 (4)卵子 卵泡 输卵管,二、受精 1.受精的场所：输卵管。 2.受精前的两个准备： (1)精子获能：精液由精子和精清(精浆)两部分组成。精清中含有一种能抑制精子获能的物质，因此，在一般情况下，精液中的精子无法获能。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子获能的抑制，才能引起精子获能。 (2)卵子的准备：在输卵管中发育到减数第二次分裂的中期，才具备与精子受精的能力。,3.受精阶段四步曲： 第一步：精子穿越放射冠和透明带。顶体反应使顶体内的酶释放出来并溶解卵丘细胞之间的物质，透明带反应是防止多精子入卵受精的第一道屏障。 第二步：精子进入卵细胞膜。卵细胞膜反应是防止多精入卵受精的第二道屏障。 第三步：原核形成。雄原核形成和雌原核形成。 第四步：合子形成。雌、雄原核融合形成合子(受精卵)。 4.受精的意义：维持每种生物前后代体细胞染色体数目的恒定，对于生物的遗传和变异十分重要。,【思维拓展】 卵子受精的标志是观察到2个极体而不是3个极体的原因：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。,1.下列有关受精作用的叙述，错误的一项是( ) A.受精卵中全部遗传物质来自父母双方并且各占一半 B.受精时，精子和卵子双方的细胞核相互融合 C.受精卵中染色体数与本物种体细胞中染色体数相同 D.受精卵中的染色体来自父母双方并且各占一半 【解题关键】解答本题需明确两点： (1)受精作用实质是精子与卵子的细胞核内遗传物质融合。 (2)精子、卵子内染色体是体细胞的一半。,【解析】选A。受精作用是精子和卵子结合为受精卵的过程，精子只有头部进入卵子，尾部留在外面，故细胞核中的遗传物质父母双方各占一半，细胞质中的遗传物质几乎全部来源于卵子，受精卵中的遗传物质母方多于父方，A项错误；精子的头部进入卵子内，两者细胞核相互融合，形成受精卵，故B项正确；由于染色体只存在于细胞核内，因而受精卵中染色体一半来自父方(精子)，一半来自母方(卵子)，C、D项正确。,2.根据哺乳动物受精过程示意图，回答下面的问题：,(1)图中字母表示的结构名称是a. 、b. 、c. 。 (2)图中数字表示的过程是 、 、 、 。 (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 中进一步成熟，当达到 时，才具备与精子受精的能力。,【解题关键】应结合图示和哺乳动物受精知识分析回答，注意以下两点： (1)明确图中卵子各部分结构(如放射冠、透明带、卵细胞膜、第一极体)。 (2)精子入卵过程和以后的变化(如第二极体的形成、雄原核与雌原核的形成及雌、雄原核的融合等)。,【解析】(1)据图可知a是放射冠，b是雄原核，c是雌原核。 (2)据图可判断是精子穿越放射冠，是精子穿过透明带，是精子进入卵细胞膜，是雌、雄原核融合。(3)精卵相遇之前，精子在雌性动物生殖道内发生相应的生理变化，具备了受精能力，这个过程叫做精子获能。卵子在排出后一般都要在输卵管中进一步成熟，达到减数第二次分裂中期时，才具备与精子受精的能力。,答案：(1)放射冠 雄原核 雌原核 (2)精子穿越放射冠 精子穿过透明带 精子进入卵细胞膜 雌、雄原核融合 (3)精子获能 输卵管 减数第二次分裂中期,【方法规律】判断“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，是防止多精入卵的第一道屏障；卵细胞膜反应是防止多精入卵的第二道屏障。,三、胚胎发育 早期胚胎发育从受精卵开始到原肠胚，如下图所示：,1.最初发育场所：输卵管。 2.起点：受精卵。 3.过程： (1)卵裂期的特点：细胞有丝分裂使细胞数目增加，但胚胎总体积并不增加或略缩小，因此每个细胞的体积会随分裂的进行不断缩小，但核内遗传物质并未减少。 (2)桑椹胚以前的细胞均未分化，细胞都具有全能性。,(3)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。 (4)原肠胚的特点：个体发育中分化能力最强阶段，内细胞团表层的细胞形成外胚层，下方的细胞形成内胚层。,【易错提醒】 早期胚胎发育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。,1.(2014温州模拟)下列能正确表示高等动物胚胎发育顺序的是( ) A.受精卵卵裂原肠胚囊胚组织器官分化幼体 B.受精卵原肠胚卵裂组织器官分化幼体 C.受精卵原肠胚桑椹胚幼体 D.受精卵桑椹胚囊胚原肠胚幼体,【解题关键】解答本题需注意两点： (1)胚胎发育的起点是受精卵。 (2)胚胎发育是在母体内完成的，产出后为幼体。 【解析】选D。高等动物胚胎发育是从受精卵开始的，在透明带内受精卵经过有丝分裂形成桑椹胚，然后发育成为囊胚，囊胚孵化后发育为原肠胚。,2.(2014杭州模拟)下图表示蛙的受精卵发育至囊胚过程中，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. B. C. D.,【解题关键】解答本题的思路分析如下：理解曲线图纵坐标和横坐标的含义，找出曲线的起止点，并分析曲线的走势，曲线上升表示物质增加，曲线下降表示物质减少。 【解析】选A。蛙的受精卵发育至囊胚过程中，细胞不断进行有丝分裂，DNA不断复制，使DNA总量增加，每个细胞体积减小，胚胎总体积并不增大，或略有减小，其中有机物不断分解，释放能量，以满足胚胎发育的需要，所以有机物总量不断减少。,
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