2.3 胚胎工程的理论基础 第1课时 学案 2023-2024学年高二生物人教版（2019）选择性必修3（含答案）
文档属性
| 名称 | 2.3 胚胎工程的理论基础 第1课时 学案 2023-2024学年高二生物人教版（2019）选择性必修3（含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 198.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2024-04-07 23:31:28 | ||
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文档简介
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.以精子和卵细胞的结构为例,明确细胞的结构与功能相适应的体现。(生命观念)
2.以过程图的形式表示受精作用和胚胎发育的过程。(科学思维)
【自主预习】
一、胚胎工程
1.概念:指对 生殖细胞、受精卵或早期胚胎细胞 进行多种显微操作和处理,然后将获得的胚胎移植到雌性动物体内生产后代,以满足人类的各种需求。
2.胚胎工程技术:体外受精、胚胎移植和胚胎分割等。
二、受精
1.概念:指精子与卵子结合形成 合子 (即受精卵)的过程。
2.场所:雌性动物的 输卵管 内。
3.过程
准备
阶段
受精
阶段
三、胚胎早期发育
1.场所:输卵管、子宫。
2.细胞分裂方式: 有丝分裂 。
3.过程
【合作探究】
任务 了解胚胎工程的理论基础
活动1 探究精子和卵子的准备过程及受精作用
下图是受精过程示意图,请据图回答问题:
1.精细胞变形形成精子的过程中,细胞核变为精子的头部,线粒体聚集在尾的基部形成线粒体鞘,尝试从细胞的结构与功能的角度分析原因。
提示 细胞核是精子遗传物质储存和复制的场所,也是后代遗传特性与细胞代谢活动的控制中心,还参与精、卵结合。线粒体是精子维持生存和运动、获得能量的“动力工厂”。
2.刚采集到的精子能与卵子立即结合,完成受精作用吗 为什么
提示 不能。刚采集到的精子还没有受精能力,必须先对精子进行获能处理,才能进一步受精。
3.卵子被排出后,能立即与精子结合吗 在生殖道中卵子与精子结合前经历了什么变化
提示 卵子被排出后不能马上与精子结合。卵子需要在输卵管内进一步成熟,到MⅡ期时,才具备与精子受精的能力。
4.受精时多个精子能同时进入同一个卵细胞吗 为什么
提示 不能。透明带和卵细胞膜均会发生生理反应,阻止多个精子同时进入同一个卵细胞。
5.受精卵中的遗传物质父母双方各占一半,对吗
提示 不对。受精卵细胞核中的遗传物质双亲各占一半,但受精卵细胞质中的遗传物质几乎全部来自母方,故受精卵中来自母方的遗传物质要多于父方。
例1 (2022·烟台月考)下列关于受精的说法,正确的是( )。
A.精子获能后才能受精
B.受精卵中的核DNA主要来自卵细胞
C.到达输卵管中的卵子都是初级卵母细胞
D.精子和卵子的结合依赖细胞膜的功能特点
【答案】 A
【解析】 受精卵中的核DNA一半来自卵细胞,一半来自精子,B错误;到达输卵管中的卵子是初级卵母细胞或次级卵母细胞,C错误;精子和卵子的相互识别依赖细胞间的信息交流,精子和卵子的结合依赖细胞膜的结构特点(流动性),D错误。
易错辨析 受精过程的四个易混点
1.成熟的精子并不一定具有受精能力,必须获能后才具备受精能力。精子获能是指精子获得受精能力,而不是获得能量。
2.动物排出的卵子成熟程度不同,有的可能是次级卵母细胞,如猪、羊等;有的可能是初级卵母细胞,如马、犬等。但它们都要在输卵管内进一步成熟,到MⅡ期时,才具备与精子受精的能力。
3.雄原核不是原来精子的核,而是原有的核膜破裂并形成一个新的核膜,最后形成的一个比原来精子的核还大的核。
4.受精卵遗传物质的来源:核遗传物质来自精子的细胞核与卵细胞的细胞核(精卵各提供1/2),而细胞质的遗传物质几乎全部来自卵细胞。
对点练1 (2022·重庆联考)下列关于哺乳动物受精过程及结果的描述,正确的是( )。
①精子与卵子接触时,释放多种酶,以溶解卵细胞膜外的一些结构
②精子触及卵细胞膜的瞬间,卵细胞膜发生生理反应,阻止后来的精子进入卵内
③精子入卵后,原有核膜破裂,最后形成一个比原来精子的核还大的雄原核
④精子入卵后,被激活的卵子完成减数分裂Ⅱ,排出第二极体后,形成雌原核
⑤合子中的遗传物质,一半来自父方,一半来自母方
A.①②③ B.①③④
C.③④⑤ D.②④⑤
【答案】 B
【解析】 精子触及卵细胞膜的瞬间,透明带发生生理反应,阻止后来的精子进入透明带,②错误;合子中的核遗传物质,一半来自父方,一半来自母方,⑤错误。
活动2 探究胚胎的早期发育过程
1.胚胎发育的起点、开始分化的阶段和细胞分化最显著的阶段分别是哪个时期 细胞分化的原因是什么
提示 起点是受精卵,开始分化的阶段是囊胚期,分化最显著的阶段是原肠胚。细胞分化的原因是细胞内基因的选择性表达。
2.胚胎发育卵裂阶段的细胞中有机物、DNA的含量和细胞体积有什么变化特点 为什么
提示 卵裂阶段的细胞中有机物减少,每个细胞中DNA的含量基本不变,细胞体积减小。卵裂阶段胚胎的总体积不增加,但细胞数目增多,所以每个细胞体积减小;伴随细胞分裂,细胞数目增多,总DNA含量增多,但每个细胞中核DNA含量保持相对稳定;该过程中有机物总量减少,因为细胞没有从外界获取有机物但一直呼吸消耗有机物。
3.结合受精过程中精子和卵细胞的特点,分析胚胎早期发育过程中营养物质的来源是什么。
提示 胚胎早期发育过程中消耗卵细胞提供的营养物质。囊胚期细胞开始分化,透明带破裂,滋养层细胞从母体吸收营养物质,使胚胎继续发育。
4.孵化发生在什么时期 这个过程有什么意义
提示 孵化发生在囊胚期,此时透明带破裂,胚胎从透明带中伸展出来。胚胎从透明带中出来后就会形成胎盘与胎膜,与母体建立联系,若此时不能与母体建立联系,胚胎就无法继续发育,所以胚胎移植应选择在孵化前。
认知生成
对胚胎早期发育认识的三个误区
1.误认为子宫是胚胎唯一的发育场所。受精卵形成后即在输卵管内开始进行有丝分裂, 输卵管 为受精卵发育的最初场所。
2.误认为胚胎发育过程中胚胎体积一直在增大。卵裂时期胚胎总体积 基本不变 ,每个细胞的体积在 减小 。
3.误认为胚胎发育过程中有机物总量在增加。胚胎早期发育消耗卵细胞提供的营养物质,有机物总量 减少 ,但有机物种类 增加 。
例2 (2022·盐城月考)下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过程均在透明带中进行
B.由受精卵形成囊胚的过程中进行卵裂,每个细胞的体积不断增大
C.桑葚胚进一步发育,细胞开始出现分化
D.图中性成熟的个体是通过无性生殖获得的
【答案】 C
【解析】 在囊胚期胚胎会进行孵化,透明带破裂,此后过程不在透明带中进行,A错误;由受精卵形成囊胚的过程中进行卵裂,细胞体积减小,B错误;图中性成熟的个体是由受精卵发育而来的,是通过有性生殖获得的,D错误。
归纳总结 胚胎早期发育
卵裂期
桑葚胚
囊胚
原肠胚
对点练2 (2023·通化期末)哺乳动物的发育历程为受精卵→桑葚胚→囊胚→原肠胚→幼体→性成熟的个体。下列有关叙述正确的是( )。
A.受精卵形成后,早期在输卵管中进行有丝分裂
B.卵裂导致细胞的数量和胚胎的总体积不断增加
C.胚胎发育到原肠胚后期,透明带会破裂,胚胎会从其中伸展出来
D.囊胚中的内细胞团将来发育成胎盘、胎膜和各种组织
【答案】 A
【解析】 体内受精的场所为输卵管,故受精卵形成后,早期在输卵管中进行有丝分裂,A正确;卵裂阶段细胞的数量不断增加,但胚胎的总体积并不增加,B错误;透明带破裂,胚胎会从其中伸展出来,这一过程称为孵化,该过程发生在囊胚期,C错误;囊胚中的内细胞团将来发育成胎儿的各种组织,滋养层细胞发育成胎盘和胎膜,D错误。
素能提升 熟练掌握体内受精和胚胎早期发育过程的理论基础,初步认识胚胎工程构想
(2022·无锡期中)下图为哺乳动物的生殖和个体发育过程图,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)图中“ ”处应为 ,内细胞团出现于 时期。
(4)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)原肠胚 囊胚
(4)
【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)精子和卵细胞结合形成的受精卵是哺乳动物个体发育的起点,受精卵在输卵管中形成,之后移动到子宫,故胚胎发育的整个过程在输卵管和子宫中完成。(3)胚胎发育的过程为受精卵→桑葚胚→囊胚→原肠胚→幼体,故图中“ ”处应为原肠胚,在囊胚期细胞开始出现分化,内细胞团出现。(4)过程①表示卵裂,即有丝分裂,在卵裂过程中,细胞的数量不断增加,胚胎的总体积并不增加,单个细胞的体积不断减小,单个细胞的核DNA含量不变。图见【答案】。
【随堂检测】
课堂小结 课堂小测
1.精子和卵子相遇结合形成受精卵的部位是子宫。 (×) 2.从雄性奶牛中采集到的成熟精子遇到卵子即可进入卵子内。 (×) 3.精子入卵后,被激活的卵子完成减数分裂Ⅱ,排出第二极体,形成雌原核。 (√) 4.卵裂阶段的细胞分裂方式包括有丝分裂和减数分裂。 (×) 5.卵裂阶段的细胞中有机物、DNA的含量增多,细胞体积增大。 (×) 6.囊胚阶段的滋养层细胞将来发育成胎儿的各种组织。 (×) 7.原肠胚变大导致透明带破裂而孵化出来。 (×)
2
第1课时 胚胎工程的理论基础
【学习目标】
1.以精子和卵细胞的结构为例,明确细胞的结构与功能相适应的体现。(生命观念)
2.以过程图的形式表示受精作用和胚胎发育的过程。(科学思维)
【自主预习】
一、胚胎工程
1.概念:指对 生殖细胞、受精卵或早期胚胎细胞 进行多种显微操作和处理,然后将获得的胚胎移植到雌性动物体内生产后代,以满足人类的各种需求。
2.胚胎工程技术:体外受精、胚胎移植和胚胎分割等。
二、受精
1.概念:指精子与卵子结合形成 合子 (即受精卵)的过程。
2.场所:雌性动物的 输卵管 内。
3.过程
准备
阶段
受精
阶段
三、胚胎早期发育
1.场所:输卵管、子宫。
2.细胞分裂方式: 有丝分裂 。
3.过程
【合作探究】
任务 了解胚胎工程的理论基础
活动1 探究精子和卵子的准备过程及受精作用
下图是受精过程示意图,请据图回答问题:
1.精细胞变形形成精子的过程中,细胞核变为精子的头部,线粒体聚集在尾的基部形成线粒体鞘,尝试从细胞的结构与功能的角度分析原因。
提示 细胞核是精子遗传物质储存和复制的场所,也是后代遗传特性与细胞代谢活动的控制中心,还参与精、卵结合。线粒体是精子维持生存和运动、获得能量的“动力工厂”。
2.刚采集到的精子能与卵子立即结合,完成受精作用吗 为什么
提示 不能。刚采集到的精子还没有受精能力,必须先对精子进行获能处理,才能进一步受精。
3.卵子被排出后,能立即与精子结合吗 在生殖道中卵子与精子结合前经历了什么变化
提示 卵子被排出后不能马上与精子结合。卵子需要在输卵管内进一步成熟,到MⅡ期时,才具备与精子受精的能力。
4.受精时多个精子能同时进入同一个卵细胞吗 为什么
提示 不能。透明带和卵细胞膜均会发生生理反应,阻止多个精子同时进入同一个卵细胞。
5.受精卵中的遗传物质父母双方各占一半,对吗
提示 不对。受精卵细胞核中的遗传物质双亲各占一半,但受精卵细胞质中的遗传物质几乎全部来自母方,故受精卵中来自母方的遗传物质要多于父方。
例1 (2022·烟台月考)下列关于受精的说法,正确的是( )。
A.精子获能后才能受精
B.受精卵中的核DNA主要来自卵细胞
C.到达输卵管中的卵子都是初级卵母细胞
D.精子和卵子的结合依赖细胞膜的功能特点
【答案】 A
【解析】 受精卵中的核DNA一半来自卵细胞,一半来自精子,B错误;到达输卵管中的卵子是初级卵母细胞或次级卵母细胞,C错误;精子和卵子的相互识别依赖细胞间的信息交流,精子和卵子的结合依赖细胞膜的结构特点(流动性),D错误。
易错辨析 受精过程的四个易混点
1.成熟的精子并不一定具有受精能力,必须获能后才具备受精能力。精子获能是指精子获得受精能力,而不是获得能量。
2.动物排出的卵子成熟程度不同,有的可能是次级卵母细胞,如猪、羊等;有的可能是初级卵母细胞,如马、犬等。但它们都要在输卵管内进一步成熟,到MⅡ期时,才具备与精子受精的能力。
3.雄原核不是原来精子的核,而是原有的核膜破裂并形成一个新的核膜,最后形成的一个比原来精子的核还大的核。
4.受精卵遗传物质的来源:核遗传物质来自精子的细胞核与卵细胞的细胞核(精卵各提供1/2),而细胞质的遗传物质几乎全部来自卵细胞。
对点练1 (2022·重庆联考)下列关于哺乳动物受精过程及结果的描述,正确的是( )。
①精子与卵子接触时,释放多种酶,以溶解卵细胞膜外的一些结构
②精子触及卵细胞膜的瞬间,卵细胞膜发生生理反应,阻止后来的精子进入卵内
③精子入卵后,原有核膜破裂,最后形成一个比原来精子的核还大的雄原核
④精子入卵后,被激活的卵子完成减数分裂Ⅱ,排出第二极体后,形成雌原核
⑤合子中的遗传物质,一半来自父方,一半来自母方
A.①②③ B.①③④
C.③④⑤ D.②④⑤
【答案】 B
【解析】 精子触及卵细胞膜的瞬间,透明带发生生理反应,阻止后来的精子进入透明带,②错误;合子中的核遗传物质,一半来自父方,一半来自母方,⑤错误。
活动2 探究胚胎的早期发育过程
1.胚胎发育的起点、开始分化的阶段和细胞分化最显著的阶段分别是哪个时期 细胞分化的原因是什么
提示 起点是受精卵,开始分化的阶段是囊胚期,分化最显著的阶段是原肠胚。细胞分化的原因是细胞内基因的选择性表达。
2.胚胎发育卵裂阶段的细胞中有机物、DNA的含量和细胞体积有什么变化特点 为什么
提示 卵裂阶段的细胞中有机物减少,每个细胞中DNA的含量基本不变,细胞体积减小。卵裂阶段胚胎的总体积不增加,但细胞数目增多,所以每个细胞体积减小;伴随细胞分裂,细胞数目增多,总DNA含量增多,但每个细胞中核DNA含量保持相对稳定;该过程中有机物总量减少,因为细胞没有从外界获取有机物但一直呼吸消耗有机物。
3.结合受精过程中精子和卵细胞的特点,分析胚胎早期发育过程中营养物质的来源是什么。
提示 胚胎早期发育过程中消耗卵细胞提供的营养物质。囊胚期细胞开始分化,透明带破裂,滋养层细胞从母体吸收营养物质,使胚胎继续发育。
4.孵化发生在什么时期 这个过程有什么意义
提示 孵化发生在囊胚期,此时透明带破裂,胚胎从透明带中伸展出来。胚胎从透明带中出来后就会形成胎盘与胎膜,与母体建立联系,若此时不能与母体建立联系,胚胎就无法继续发育,所以胚胎移植应选择在孵化前。
认知生成
对胚胎早期发育认识的三个误区
1.误认为子宫是胚胎唯一的发育场所。受精卵形成后即在输卵管内开始进行有丝分裂, 输卵管 为受精卵发育的最初场所。
2.误认为胚胎发育过程中胚胎体积一直在增大。卵裂时期胚胎总体积 基本不变 ,每个细胞的体积在 减小 。
3.误认为胚胎发育过程中有机物总量在增加。胚胎早期发育消耗卵细胞提供的营养物质,有机物总量 减少 ,但有机物种类 增加 。
例2 (2022·盐城月考)下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过程均在透明带中进行
B.由受精卵形成囊胚的过程中进行卵裂,每个细胞的体积不断增大
C.桑葚胚进一步发育,细胞开始出现分化
D.图中性成熟的个体是通过无性生殖获得的
【答案】 C
【解析】 在囊胚期胚胎会进行孵化,透明带破裂,此后过程不在透明带中进行,A错误;由受精卵形成囊胚的过程中进行卵裂,细胞体积减小,B错误;图中性成熟的个体是由受精卵发育而来的,是通过有性生殖获得的,D错误。
归纳总结 胚胎早期发育
卵裂期
桑葚胚
囊胚
原肠胚
对点练2 (2023·通化期末)哺乳动物的发育历程为受精卵→桑葚胚→囊胚→原肠胚→幼体→性成熟的个体。下列有关叙述正确的是( )。
A.受精卵形成后,早期在输卵管中进行有丝分裂
B.卵裂导致细胞的数量和胚胎的总体积不断增加
C.胚胎发育到原肠胚后期,透明带会破裂,胚胎会从其中伸展出来
D.囊胚中的内细胞团将来发育成胎盘、胎膜和各种组织
【答案】 A
【解析】 体内受精的场所为输卵管,故受精卵形成后,早期在输卵管中进行有丝分裂,A正确;卵裂阶段细胞的数量不断增加,但胚胎的总体积并不增加,B错误;透明带破裂,胚胎会从其中伸展出来,这一过程称为孵化,该过程发生在囊胚期,C错误;囊胚中的内细胞团将来发育成胎儿的各种组织,滋养层细胞发育成胎盘和胎膜,D错误。
素能提升 熟练掌握体内受精和胚胎早期发育过程的理论基础,初步认识胚胎工程构想
(2022·无锡期中)下图为哺乳动物的生殖和个体发育过程图,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)图中“ ”处应为 ,内细胞团出现于 时期。
(4)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)原肠胚 囊胚
(4)
【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)精子和卵细胞结合形成的受精卵是哺乳动物个体发育的起点,受精卵在输卵管中形成,之后移动到子宫,故胚胎发育的整个过程在输卵管和子宫中完成。(3)胚胎发育的过程为受精卵→桑葚胚→囊胚→原肠胚→幼体,故图中“ ”处应为原肠胚,在囊胚期细胞开始出现分化,内细胞团出现。(4)过程①表示卵裂,即有丝分裂,在卵裂过程中,细胞的数量不断增加,胚胎的总体积并不增加,单个细胞的体积不断减小,单个细胞的核DNA含量不变。图见【答案】。
【随堂检测】
课堂小结 课堂小测
1.精子和卵子相遇结合形成受精卵的部位是子宫。 (×) 2.从雄性奶牛中采集到的成熟精子遇到卵子即可进入卵子内。 (×) 3.精子入卵后,被激活的卵子完成减数分裂Ⅱ,排出第二极体,形成雌原核。 (√) 4.卵裂阶段的细胞分裂方式包括有丝分裂和减数分裂。 (×) 5.卵裂阶段的细胞中有机物、DNA的含量增多,细胞体积增大。 (×) 6.囊胚阶段的滋养层细胞将来发育成胎儿的各种组织。 (×) 7.原肠胚变大导致透明带破裂而孵化出来。 (×)
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