第2章细胞工程第3节胚胎工程第1课时胚胎工程的理论基础[学习目标] 1.简述哺乳动物的受精过程。2.简述哺乳动物的胚胎早期发育过程及其主要特
点。知识自主梳理生殖细胞 早期胚胎细胞 胚胎 体外受精 胚胎分割 精子 卵子 受精前的准备 受精 输卵管 精子获能 雌性动物生殖道
使精子获能的方法有直接利用雌性动物的生殖道使精子获能；将精子培养在人工配制的获能液中使其获能等。获能液的成分因动物种类不同而有所
差异，常见的有效成分有肝素、Ca2＋载体等。卵子的准备 初级卵母细胞 次级卵母细胞 输卵管 MⅡ 卵细胞膜外一些结构 透明带 精子
卵细胞膜 精子 雄原核 减数分裂Ⅱ 雌原核 核膜 多数哺乳动物的第一极体不进行减数分裂Ⅱ，因而不会形成两个第二极体。在实际胚胎工
程操作中，常以观察到两个极体或者雌、雄原核作为受精的标志。受精卵 输卵管 有丝分裂 不断增加 并不增加 细胞团 内细胞团 胎儿的各
种组织 透明带 胎膜和胎盘 囊胚腔 透明带 囊胚孵化后，将发育形成原肠胚。原肠胚表面的细胞层为外胚层，向内迁移的细胞形成内胚层。随
着发育的进行，一部分细胞还会在内、外两个胚层之间形成中胚层。这三个胚层将逐渐分化形成各种组织、器官等。 某同学认为：陆生生物起源
于水生生物，只要将哺乳动物的卵子和精子同时放入水溶液中，自然会受精融合形成受精卵。你认为这句话对吗？为什么？提示：不对。精子必须首
先获能，卵细胞也必须在输卵管内发育成熟，然后才能发生受精作用。 受精过程中防止多精入卵的屏障的意义是什么？提示：其意义是保证子代
细胞中染色体数目正常。笔记空间 _________________________________________________
__ ______________________________________________________________
_________________________________________________________________
___学习目标检测1．(目标1)在受精作用过程中，体现受精实质的是( )A．同类生物的精卵互相识别B．精子的头部进入卵细胞C．卵
细胞膜增厚并形成受精卵膜D．精子核与卵细胞核互相融合2．(目标2)下列关于蛙胚胎早期发育过程的叙述，正确的是( )A．在此过程中
可能发生基因重组B．通过有丝分裂不断增加细胞数量，胚胎的总体积增加C．胚胎发育过程中细胞不发生凋亡D．蛙胚的有机物总量减少解析 胚
胎早期发育过程中细胞进行的是有丝分裂，不存在基因重组现象，A错误；胚胎早期发育过程中，通过有丝分裂不断增加细胞数量，但胚胎的总体积
并不增加，B错误；胚胎早期发育过程中部分细胞会发生衰老、凋亡，C错误；胚胎早期发育过程中，蛙胚的有机物总量是减少的，D正确。3．(
目标2)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→组织器官的分化→幼体B．卵→卵裂→原肠胚→组
织器官分化→幼体C．受精卵→桑葚胚→原肠胚→幼体D．受精卵→桑葚胚→囊胚→原肠胚→幼体4．(多选)(目标1、2)下列说法正确的是(
)A．同种动物的精卵结合需要细胞表面蛋白的相互识别B．胚胎发育过程包括细胞的分裂和分化C．精子在体内不需经过获能过程即可受精D
．动物从母体出生是动物新个体发育的起点5．(目标1、2)如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)写出上述生理过
程的名称：A____________，B____________，C____________。(2)在A过程中卵细胞的形成需要经过
两次分裂，第一次分裂是在_________________前后完成的，第二次分裂是在______________________的
过程中完成的。减数分裂 受精作用 个体发育 雌性动物排卵 精子和卵细胞结合 (3)在B过程中，精子进入雌性动物的生殖道后需首先进行
___________过程，才能和卵子结合。精子和卵子结合过程中，阻止多精子入卵的第二道屏障是靠_________________
_______。(4)在C过程中，细胞分裂的方式是________分裂，在发育过程的________时期细胞开始出现分化。(5)该
种动物前后代中染色体数目的恒定，是通过________和________来实现的(填图中字母)。精子获能 卵细胞膜的生理反应 有丝
囊胚 A B 重点题型突破题型一 受精过程分析[例1] 下列关于高等动物受精作用的叙述，错误的是( )A．在卵细胞膜和透明带之
间出现两个极体表明卵子已经受精B．在精子和卵子结合的过程中，卵子完成减数第二次分裂C．精子细胞膜与卵子细胞膜的融合体现了细胞膜的结
构特点D．精子与卵子相遇后，释放出多种酶，防止多精入卵解题分析 在实际胚胎工程操作中，常以观察到两个极体或者雌、雄原核作为受精的标
志，A正确；卵细胞在与精子完成受精作用的同时也完成了减数第二次分裂，B正确；精子和卵细胞融合体现了细胞膜具有一定的流动性，C正确；
防止多精入卵主要通过透明带的生理反应和卵细胞膜的生理反应两道屏障，D错误。[例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.__________。(2)图中数字表示的过程是：①_________
_________________________ ________、②__________________、③_________
_________。(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，这个过程叫作__________
______。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。(4)动物胚胎是由合子经有丝分裂形成的，合子只由一个精子和卵子结合的生理基础是_________________
________________________________。雄原核 雌原核 精子穿过卵细胞膜外的结构并接触卵精子进入卵细胞
细胞膜雌、雄原核融合 精子获能 输卵管 减数分裂Ⅱ中期有透明带的生理反应和卵细胞膜的生理反应这两道屏障 判断“透明带反应”“卵细胞
膜反应”的方法(1)从发生时间看：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：透明带
反应可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。题型二 胚胎发育过程考查[例3]
(多选)如图表示高等动物的个体发育过程，下列说法正确的是( )A．图中①过程表示胚胎发育B．受精卵形成囊胚的过程中进行卵裂，每
个细胞的体积不断减小C．高等哺乳动物胚胎发育中的细胞分化开始于囊胚期，终止于生命结束D．原肠胚的细胞都是全能细胞解题分析 胚胎发育
是指从受精卵发育为幼体的过程，①过程为胚胎早期发育，A错误；由受精卵到囊胚的过程进行的是卵裂，每个细胞的体积不断减小，B正确；囊胚
期开始出现细胞分化，形成滋养层和内细胞团，细胞分化在整个生命进程中都存在，C正确；桑葚胚的细胞全部是全能细胞，囊胚开始出现细胞分化
，原肠胚出现了明显的细胞分化，D错误。(1)个体发育的过程包括胚胎发育和胚后发育，胚胎发育的起点是受精卵，终点是成熟的胎儿；胎儿出
生后的发育过程属于胚后发育。因此，个体发育的起点是受精卵，终点是性成熟的个体。(2)受精卵是新生命的第一个细胞，其全能性最高。细胞
全能性随发育的深化而降低。(3)桑葚胚阶段前的每一个细胞都具有发育成完整胚胎的潜能，属于全能细胞。(4)桑葚胚进一步发育，细胞开始
出现分化，并逐渐形成囊胚，囊胚阶段细胞的全能性仍然很高。题型三 胚胎发育早期细胞及物质的变化规律[例4] 如图表示某哺乳动物的受精
卵发育至桑葚胚过程中，核DNA总量、每个细胞体积、物质种类、有机物总量、所有细胞体积之和的变化趋势，其中正确的是( )A．①②③
B．①③④C．①②④⑤ D．②③④⑤解题分析 受精卵发育至桑葚胚的过程中，主要是通过卵裂(有丝分裂)实现的，每一次分裂都发生
核DNA的复制，所以随细胞数目呈指数增长，核DNA分子的总量也呈指数增长，①正确；在卵裂过程中，细胞的数目不断增加，但胚胎的总体积
并不增加，所以每个细胞的体积在逐步变小，②正确，⑤错误；从受精卵发育至桑葚胚的过程中，由于细胞通过细胞呼吸消耗有机物，而且不能从外
界吸收有机物，因此胚胎中有机物的总量减少，但种类增加，③正确，④错误。胚胎发育早期细胞或物质的变化规律课后课时作业[单项选择题]
知识点一 胚胎工程概念及受精1．下列关于胚胎工程的说法，错误的是( )A．胚胎工程是指对动物早期胚胎进行的多种显微操作和处理技术
B．胚胎工程主要有体外受精、胚胎移植、胚胎分割等技术C．经处理后获得的胚胎，需要移植到雌性动物体内进行发育D．胚胎工程实际上是在体
外条件下对动物自然受精和早期胚胎发育条件进行的模拟操作解析 胚胎工程是指对生殖细胞、受精卵或早期胚胎进行的多种显微操作和处理技术，
A错误。2．精子获能与下列哪项有关( )A．精子的尾部摆动B．呼吸作用C．雌性生殖道的运动D．雌性生殖道中某种物质的作用解析 精
子获能是指刚刚排出的精子，不能立即与卵子受精，必须在雌性动物生殖道中发生相应的生理变化后，才能获得受精能力。因此，精子获能与雌性生
殖道中某种物质的作用有关。3．下列过程中，哪些发生在精子入卵后( )①精子继续完成减数分裂Ⅱ ②透明带发生生理反应 ③发生卵细胞
膜反应 ④卵子完成减数分裂Ⅱ，形成雌原核A．③④ B．①③④ C．②③ D．①④解析 4．下列有关受精作用的叙述，不正确的是(
)A．受精过程结束的标志是雌、雄原核融合B．卵子受精的标志是可观察到2个极体或雌、雄原核C．精子入卵后有核膜破裂和再生的现象D
．雄原核比精子的核体积小解析 雄原核比精子的核体积大，D错误。5．下列关于哺乳动物受精的叙述错误的是( )A．精子头部触及卵细胞
膜时出现的反应是防止多精入卵的第一道屏障B．在自然条件下，受精在子宫中完成C．受精时只有精子头部进入卵子D．雄原核形成的同时，卵子
完成减数分裂Ⅱ解析 精子头部接触卵细胞膜时出现的反应是防止多精入卵的第一道屏障，A正确；在自然条件下，哺乳动物的受精在输卵管内完成
，B错误；精子入卵后，尾部脱离，只有头部进入卵子，C正确；雄原核形成的同时，卵子完成减数分裂Ⅱ，排出第二极体，D正确。6．下列关于
受精作用及结果的叙述，正确的是( )A．精卵相互识别的基础是细胞膜的流动性B．后代从双亲各获得一半的DNAC．使后代产生不同于双
亲的基因组合D．后代继承了双亲的全部遗传性状解析 精卵相互识别依赖细胞间的信息交流，A错误；后代细胞核中的遗传物质一半来自母方，一
半来自父方，细胞质中的遗传物质来自母方，B、D错误。 知识点二 胚胎早期发育7．以下关于桑葚胚的说法，不正确的是( )A．受精卵
经卵裂形成致密的细胞团，形似桑葚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解析 良种母牛体内的桑葚胚是由受精卵发育而成，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基因型相同，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，若受精卵性染色体组成为XY，则全为雄性，若受精卵性染色体组成为XX，则全为雌性，C错误。8．如图是哺乳动物胚胎发育过程中的某种
胚胎，下列说法正确的是( )A．此图表示原肠胚，胚胎内的细胞出现了分化B．图中①②③依次表示透明带、滋养层、内细胞团C．②处的细
胞没有增殖、分化能力D．胚胎从②中伸展出来的过程叫作孵化解析 题图表示囊胚，图中①②③依次表示透明带、滋养层、内细胞团，A错误，B
正确；②将来发育成胎膜和胎盘，②处的细胞有增殖、分化能力，C错误；胚胎从①中伸展出来的过程叫作孵化，D错误。9．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．受精卵的遗传物质一半来自精子B．a、b分别表示原肠胚和囊胚C．①
～④过程都没有发生细胞分化D．a时期细胞进行的是有丝分裂解析 受精卵的核遗传物质一半来自卵子，一半来自精子，细胞质中的遗传物质几乎
全来自卵子，A错误；a、b分别表示囊胚和原肠胚，B错误；囊胚阶段出现细胞分化，C错误；囊胚中细胞通过有丝分裂进行增殖，D正确。10
．下列关于胚胎早期发育的叙述中，正确的是( )A．胚胎发育早期随细胞不断分裂体积增大B．在桑葚胚阶段，胚胎内部出现空腔C．囊胚时
期内细胞团将来发育成胎儿各种组织D．原肠胚阶段的细胞属于全能细胞解析 卵裂期为胚胎发育的早期，随细胞不断分裂胚胎体积并不增加，A错
误；在胚胎发育的囊胚阶段，胚胎内部出现含有液体的腔为囊胚腔，B错误；桑葚胚阶段及之前的胚胎的每一个细胞都具有全能性，原肠胚阶段的细
胞已经发生细胞分化，不具有全能性，D错误。[多项选择题]11．哺乳动物胚胎的早期发育阶段,就有一部分原始生殖细胞(PGC)，PGC
经过分裂和长距离迁移，最终进入正在发育而尚未分化的生殖嵴，随着生殖嵴向睾丸或卵巢方向的分化，PGC也相应地向精子或卵细胞分化，经过
减数分裂等一系列复杂的过程，最终成为精子或卵细胞。下列相关叙述，不正确的是( )A．PGC最早可能出现于原肠胚，原肠胚的扩大会导
致透明带破裂B．PGC迁移到生殖嵴的过程中发生有丝分裂和减数分裂，使PGC的数量不断增多C．不同哺乳动物排出的卵子成熟程度不同，但
都不具备与精子受精的能力D．体外受精时，获能后的精子不需要穿过透明带，只需穿过卵细胞膜即可完成受精解析 囊胚的扩大会导致透明带的破
裂，胚胎从其中伸展出来，A错误；PGC迁移到生殖嵴的过程中发生有丝分裂，使PGC的数量不断增多，B错误；卵子在受精前也要经历类似精
子获能的过程，不同哺乳动物排出的卵子成熟程度不同，都要在输卵管内进一步成熟，当达到减数分裂Ⅱ中期时，才具备与精子受精的能力，C正确
；只有穿过透明带的精子才能与卵细胞膜接触，D错误。12．下列关于人早期胚胎发育过程中桑葚胚和囊胚的叙述中，正确的是( )A．囊胚
与桑葚胚相比，每个细胞内核DNA总量不变B．囊胚与桑葚胚相比，细胞数目较多C．组成囊胚和桑葚胚的细胞，都是全能干细胞D．桑葚胚的形
成在卵巢，囊胚的形成在输卵管解析 由桑葚胚发育到囊胚进行的是有丝分裂，细胞数目增多，形成的每个细胞内核DNA总量不变，A、B正确；
囊胚期开始出现细胞分化，其中的滋养层细胞不是全能干细胞，C错误；受精卵是在输卵管中形成并开始发育的，后在子宫中继续发育，故其发育形
成早期胚胎的过程不可能在卵巢，D错误。13．下表为不同动物受精卵发育成胚胎进入子宫的时间(小时)，依据下表分析错误的是( )A．
小鼠胚胎进入子宫时的发育程度比牛的低B．体外马胚胎移植到子宫时选择16细胞阶段C．受精卵发育的阶段顺序为2－4－8－16－桑葚胚D
．2－4－8－16细胞发育阶段进行的是有丝分裂解析 小鼠胚胎在发育3天进入子宫，此时处于桑葚胚时期，牛在胚胎发育4～5天进入子宫，
此时处于16细胞时期，故小鼠胚胎进入子宫时的发育程度比牛的高，A错误；马在胚胎发育6天进入子宫，此时大概处于囊胚期，故体外马胚胎移
植到子宫时选择囊胚期，B错误。[非选择题]14．如图表示的是精子和卵子相遇，请据图回答问题。(1)写出各部分名称：①_______
__；②_____________________________；③___________；④___________。 (2)精
子与卵子相遇，精子内的某些酶类释放出来，可直接溶解________________的物质。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，这是防止多精入卵的第________道屏障。(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，排出____________后形成__________。(4)当_______________
____________________________时，受精过程至此结束。透明带 减数分裂Ⅱ后期的卵子细胞核 第一极体 卵细胞
膜 卵细胞膜外 一 雄原核 第二极体 雌原核 雌、雄原核充分发育，彼此融合，形成合子 15．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.________。(2)写出图中各标号的名称。①____
___________，②____________，③_________，④_________。(3)A时期的细胞具有发育上的__
____性，B时期开始出现__________。(4)②将来发育成____________________。(5)透明带破裂，胚胎
从其中伸展出来，这一过程叫作________，发生在________(时期)。不能正常孵化，胚胎无法继续________。桑葚胚 囊胚 滋养层细胞 内细胞团 透明带 囊胚腔 全能 细胞分化 胎儿的各种组织 孵化 囊胚 发育 解析 (3)桑葚胚细胞具有全能性；囊胚期开始出现细胞分化，形成滋养层细胞和内细胞团。(4)内细胞团将发育成胎儿的各种组织，滋养层细胞将发育成胎膜和胎盘。16．下图为哺乳动物的生殖和个体发育过程,请据图回答下面的问题：(1)哺乳动物精子和卵细胞在__________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____________________。(4)图中“？”处应为________，内细胞团出现于________时期。输卵管 受精卵 输卵管和子宫 胚胎早期发育 囊胚 囊胚 (5)过程Ⅰ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 如图所示解析 (5)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。本课结束 |
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