2018-2019学年高中生物 第三章 胚胎工程 第7课时 从受精卵谈起学案 浙科版选修3.doc

《2018-2019学年高中生物 第三章 胚胎工程 第7课时 从受精卵谈起学案 浙科版选修3.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2018-2019学年高中生物 第三章 胚胎工程 第7课时 从受精卵谈起学案 浙科版选修3.doc（14页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

第7课时　从受精卵谈起 知识内容 要求 考情解读 从受精卵谈起 a 1.说出受精、卵裂、囊胚、原肠胚、三胚层等概念。 2.简述动物胚胎发育的基本过程。 一、受精作用 1．含义：成熟的精卵融合成为受精卵的过程。 2．过程：精卵识别→精子附着于卵膜→精卵质膜融合。 3．同种动物精卵结合的原因之一：同种动物精子、卵细胞表面有特异性相互识别的蛋白。 探究1——理性思维 1．受精的场所：输卵管。 2．受精的过程 精卵识别 ↓ 精子附着于卵膜 ↓ 精卵质膜融合 探究2——图示解读 观察下图，思考受精作用有何意义？ 1．有利于保持物种性状的稳定性：减数分裂和受精作用保证了亲子代之间染色体数目的稳定性，因而有利于保持物种性状的稳定性。 2．有利于物种的变异：受精过程中精子和卵细胞的随机结合导致受精卵随后发育成的个体的遗传物质结合的多样性，从而引起生物多样性的变异。 3．受精还可以使卵细胞的缓慢代谢转变为旺盛代谢，从而启动细胞进行分裂。 例1　下列关于受精作用的叙述，正确的是(　　) A．精卵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DNA C．可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 答案　C 解析　精卵识别依靠精卵细胞表面有特异性相互识别的蛋白实现，A错误；受精卵中大部分细胞质(线粒体DNA)来自卵细胞，因此，后代从双亲获得的DNA并不相等，B错误；受精卵有来自父方和母方的遗传物质，两者结合后，可产生不同于亲本的基因组合，C正确，D错误。 易混易错　受精卵中核DNA从双亲各获得一半，但是对于全部DNA而言，母方提供的遗传物质多于父方。 例2　下列关于受精的叙述中，错误的是(　　) A．受精卵是胚胎发育的起点 B．不同种动物不能相互受精是因为不存在相互识别的蛋白质 C．受精大体包括精卵识别、精子附着于卵膜、精卵质膜融合等过程 D．受精只能在体内进行 答案　D 解析　同种动物的精子、卵细胞表面有特异性相互识别的蛋白质，所以只有同种动物的精卵才能结合。受精作用可以发生在体外，也可以发生在体内，如鱼类、两栖类动物就是体外受精。 二、胚胎发育的过程 1．含义：受精卵发育成幼体的过程。 2．过程 (1)发育起点：受精卵。 (2)发育时期 受精卵→2细胞期→4细胞期→8细胞期→16细胞期→32细胞期 卵裂期 →囊胚期→原肠胚期→组织、器官的形成→幼体。 3．几个重要时期的特点 卵裂期 ↓ 囊胚期 ↓ 原肠胚时期——出现外、内、中三个胚层的分化，并形成各种器官原基 助学巧记　(1)受精卵及卵裂球细胞都具有全能性。 (2)囊胚内细胞团细胞是胚胎干细胞，具有发育全能性。 (3)原肠胚细胞已发生分化，细胞全能性降低。 4．三个胚层的分化 探究1——图示解读 1．胚胎发育的时间、场所：受精后立即开始发育，开始发育的部位是输卵管，后来发育的部位是子宫。 2．过程 (1)发育起点：受精卵。 (2)发育时期 卵裂期→囊胚期→原肠胚期→组织、器官的形成→幼体。 探究2——理性思维 1．发育过程各时期的特点 (1)卵裂期：受精卵不断进行有丝分裂即卵裂，卵裂产生的细胞团称为卵裂球，随着卵裂球数目的增多，细胞逐渐变小。当卵裂球含有2～8个细胞时，其中的每一个细胞都具有全能性。 (2)囊胚期：具有囊胚腔、滋养层、内细胞团(如图)。 ①囊胚腔：囊胚中间的空腔，是由于卵裂球的细胞继续分裂，细胞间出现的腔隙。 ②滋养层 a．存在部位：囊胚外表的一层扁平细胞。 b．作用：进一步发育为胚胎的附属结构或胚外结构，如胚盘。 ③内细胞团 a．存在部位：囊胚内部的细胞团。 b．作用：不断增殖分化，将发育成完整的胚胎。 c．特点：是胚胎干细胞，是一种未分化的细胞，具有发育全能性，能分化出成体动物的所有组织和器官。 (3)原肠胚期 原肠胚期是囊胚进一步发育形成的具有原肠腔、三胚层、胚孔的胚胎时期。内、中、外三个胚层逐渐分化形成各种器官原基。 2．胚胎发育卵裂阶段细胞中有机物、DNA的含量和细胞体积有什么特点？为什么？ 答案　卵裂阶段细胞中有机物减少、DNA的含量增多、细胞体积减小。从受精卵到囊胚阶段总体积不变或略有缩小，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DNA含量保持相对稳定；该过程中有机物总量减少，因为一直呼吸消耗但不从外界吸收。 3．囊胚和原肠胚有哪些区别？ 答案　(1)囊胚出现在前，分化程度比较低，其内的内细胞团具有发育全能性，称为胚胎干细胞，中间的空腔为囊胚腔。 (2)原肠胚分化程度比较高，具有明显的三胚层，具有胚孔和原肠腔。原肠胚早期还有缩小的囊胚腔。 例3　蛙的受精卵发育至原肠胚的过程中，发生的变化是(　　) A．逐渐出现了原肠腔，并有三胚层的分化 B．原肠胚时期的每一个细胞都属于全能干细胞 C．卵裂球数目增多是通过减数分裂实现的 D．囊胚期细胞未分化，全能性最高 答案　A 解析　受精卵发育至原肠胚时，逐渐出现原肠腔，并有外、中、内三个胚层的分化，A正确；原肠胚细胞已经分化成三个胚层，此时已不存在全能干细胞，B错误；卵裂球数目增多是通过有丝分裂实现的，C错误；囊胚期的细胞开始出现分化，受精卵的全能性最高，D错误。 易混易错　(1)细胞分化始于囊胚期(囊胚的滋养层细胞)，原肠胚时期的细胞分化程度已相对较高。 (2)随着细胞分裂次数增加，卵裂球细胞的体积缩小，细胞的数目增加，胚胎总体积不变或略有缩小。 (3)滋养层是已经发生分化的细胞，其发育成胚胎的附属结构不是在囊胚期，而是在幼体时期。 例4　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)如下图。其中正确的是(　　) A．①② B．①③ C．②④ D．③④ 答案　A 解析　受精卵发育至囊胚过程中，DNA总量增多、每个细胞体积减小、所有细胞体积之和不变或略有缩小、有机物总量减少，①②正确。 归纳提升　卵裂期胚胎内细胞或物质的变化规律 项目 变化 细胞数目 增多 每个细胞体积 减小 DNA总量 增多 每个细胞内的DNA总量 不变 有机物总量 减少 营养物质种类 增多 所含能量 减少 从受精卵谈起 1．下列叙述中错误的是(　　) ①受精卵中的全部遗传物质的一半来自精子　②男性两侧输精管结扎后，睾丸仍能产生精子，男性的第二性征不变　③受精卵中的细胞核基因一半来自精子，一半来自卵细胞　④受精过程是指精子和卵细胞的细胞核融合 A．①②③ B．①④ C．②③④ D．①③④ 答案　B 解析　受精过程包括精子和卵细胞的细胞质、细胞核的融合，形成的受精卵中的细胞核基因一半来自精子，一半来自卵细胞，但细胞质基因绝大部分来自卵细胞。因为卵细胞大，含细胞质多，而精子小，含细胞质少，并且在受精时，由细胞质组成的精子尾部留在外面，不参与受精卵的构成。男性结扎的输精管只是精子排出的通道，所以结扎后并不影响睾丸产生精子。第二性征是由性激素控制的，而睾丸产生的雄性激素是由血液运输的，而不是由输精管运输的，所以结扎不影响男性的第二性征。 2．(2018乐清芙蓉中学第一次月考)下列关于受精过程及胚胎发育的叙述错误的是(　　) A．精子、卵细胞的相互识别保证了同种精卵结合 B．受精过程的核心是精子核、卵细胞核物质的融合 C．第一次卵裂产生的子细胞失去了细胞全能性 D．卵裂期细胞数量增加但胚胎总体积不明显增加 答案　C 解析　精子、卵细胞的相互识别保证了同种精卵结合，保证同种生物的生殖顺利完成，A正确；细胞DNA主要存在于细胞核染色体上，故受精过程的核心是精子核、卵细胞核物质的融合，B正确；受精卵卵裂到有2～8个细胞时，其中的每一个细胞都具有全能性，均可各自发育成一个完整的个体，C错误；卵裂期细胞的数目增加，但是胚胎的总体积增加不明显，或有所减小，D正确。 3．关于卵裂期与囊胚期的比较，以下说法不正确的是(　　) A．卵裂期的各细胞结构功能基本相同 B．囊胚期的细胞出现了细胞分化，但遗传物质未发生改变 C．囊胚期细胞分化是由于遗传物质突变引起的 D．囊胚期内细胞团和滋养层细胞之间的差异不是由复制水平上的差异引起的，而是由转录水平上的差异引起的 答案　C 解析　卵裂期细胞未分化，各细胞结构功能基本相同；囊胚期细胞出现了细胞分化，但遗传物质没有改变，是由于基因的选择性表达引起的；囊胚期内细胞团和滋养层细胞的差异是转录形成的mRNA不同引起的。 4．图示为蛙胚胎发育过程中的几个不同时期，其中细胞全能性最低的是(　　) 答案　D 解析　图示A为4细胞期、B为16细胞期、C为囊胚、D为原肠胚，其中原肠胚已发生三胚层分化，分化程度较A、B、C高，细胞全能性低。 5．如图表示哺乳动物胚胎发育过程的几个阶段，请据图回答下列问题： (1)写出各个阶段的名称： A________，B__________，C________。 (2)写出图中各标号的名称： [1]________，[2]________，[4]________，[7]________，[8]________。 (3)A时期的细胞具有发育上的________性，B时期开始出现________，C时期开始出现________。 (4)[2]将来分化成_________________________________________________________。 答案　(1)卵裂球　囊胚　原肠胚　(2)滋养层　内细胞团　囊胚腔　原肠腔　内胚层　(3)全能　细胞分化　胚层分化　(4)成体动物的所有组织和器官 解析　(1)图中A是卵裂球，B是囊胚，C是原肠胚。(2)图B中[1]是滋养层，[2]是内细胞团，[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)卵裂球细胞具有发育上的全能性；囊胚期开始出现细胞分化，分化为滋养层细胞和内细胞团；原肠胚已有胚层分化，分化为外胚层、内胚层，在内、外胚层之间将形成中胚层。(4)内细胞团将发育为胎儿的各种组织和器官，滋养层细胞将发育为胎膜和胎盘。 题组一　受精作用 1．动物的受精过程包括下列基本步骤，其受精作用的实质是(　　) A．精子和卵子的相互识别 B．精子头部侵入卵细胞内 C．卵细胞和精子结合 D．卵核和精核互相融合 答案　D 解析　受精过程的实质就是卵核和精核的互相融合。 2．不同物种动物的精子与卵细胞一般不能自然受精，这与精子和卵细胞膜上的下列哪种物质密切相关(　　) A．糖类 B．磷脂 C．糖蛋白 D．载体 答案　C 解析　同种动物精卵能结合的原因之一是精子和卵细胞膜上有特异性相互识别的糖蛋白。 3．下列有关高等动物受精卵的叙述中，不正确的是(　　) A．受精卵不仅是个体发育的起点，同时也是性别决定的时期 B．受精卵内遗传物质一半来自父方，一半来自母方 C．受精卵属于体细胞，进行的分裂为有丝分裂 D．受精卵大的原因是卵原细胞在减数分裂过程中细胞质的不均等分裂 答案　B 解析　受精卵中的遗传物质包括细胞核遗传物质和细胞质遗传物质，其中细胞核遗传物质一半来自父方，一半来自母方，而细胞质遗传物质几乎全部来自母方；受精卵一经形成，性别就已决定；卵细胞体积大，但核物质并不多，说明在卵细胞形成过程中，细胞质分裂不均等。 4．正常精细胞形成精子的过程中，细胞的很多结构退化消失，但保留了大量线粒体，因为线粒体可以合成精子运动所需的(　　) A．乙醇 B．ATP C．胰岛素 D．淀粉 答案　B 解析　线粒体是需氧呼吸的主要场所，精子运动所需的直接能源物质是ATP，主要是在线粒体中合成的。 题组二　胚胎发育的过程 5．能够发育成胎膜和胎盘的是(　　) A．内细胞团 B．滋养层 C．外胚层 D．内胚层 答案　B 解析　胚胎发育的过程中，由滋养层发育为胎儿的胎盘和胎膜。 6．下图为早期胚胎(囊胚)结构图，下列叙述正确的是(　　) A．Ⅰ是一种未分化的细胞，具有发育的全能性和异倍体核型 B．Ⅱ为滋养层细胞，在胚胎发育中退化消失，不能分化为其他结构 C．囊胚会发育成具有三个胚层的原肠胚，其中的内胚层最后形成 D．在培养Ⅰ细胞时，需要在培养皿底部制备一层胚胎成纤维细胞 答案　D 解析　题图所示为囊胚，题图中的Ⅰ为内细胞团(胚胎干细胞)、Ⅱ为滋养层、Ⅲ为囊胚腔。胚胎干细胞具有二倍体核型，A错误；滋养层细胞经胚胎发育形成胚胎的附属结构或胚外结构，B错误；原肠胚具有三个胚层，中胚层是最后形成的，C错误；胚胎干细胞的培养需要在培养皿底部制备一层胚胎成纤维细胞，称为饲养层，D正确。 7．蛙的受精卵发育至原肠胚的过程中，发生的变化是(　　) A．逐渐出现了原肠腔，并有三胚层的分化 B．原肠胚时期的每一个细胞都属于全能干细胞 C．卵裂球数目增多是通过减数分裂实现的 D．囊胚期细胞未分化，全能性最高 答案　A 解析　受精卵发育至原肠胚时，逐渐出现原肠腔，并有内、中、外三个胚层的分化；囊胚期细胞已分化，受精卵的全能性最高；原肠胚细胞已经分化成三个胚层，此时已不存在全能干细胞。 8．下图中的图甲和图乙分别为青蛙和海星发育过程中的原肠胚时期模式图，下列分析不正确的是(　　) A．海星原肠胚已分化成三个胚层 B．蛙原肠胚形成过程中动物极细胞的细胞周期持续时间比植物极细胞的短 C．蛙原肠胚的发育变化是基因选择性表达的结果 D．海星原肠胚所含的有机物总量比受精卵要多 答案　D 解析　海星受精卵分裂过程中，细胞要不断地进行呼吸作用，消耗有机物，因此海星原肠胚所含的有机物总量比受精卵要少。 9．下图为哺乳动物受精作用及胚胎发育示意图，a、b表示胚胎发育的两个不同时期。下列有关叙述错误的是(　　) A．①过程发生了同源染色体的分离和自由组合 B．②过程细胞通过有丝分裂的方式增殖 C．a时期可分离得到胚胎干细胞 D．b时期会分化成三个胚层 答案　A 解析　基因重组发生在减数分裂过程中，①过程表示受精作用，该过程不体现基因重组，A错误；②过程为早期胚胎发育阶段，细胞通过有丝分裂增殖，B正确；a时期表示囊胚期，此时期的胚胎中可以分离出胚胎干细胞，C正确；b时期表示原肠胚期，此时期的胚胎已经分化出三个胚层，D正确。 题组三　综合应用 10．如图为受精卵发育至囊胚过程中的某一变化，若横坐标表示时间，则纵坐标可表示(　　) A．有机物总量 B．每个细胞DNA的含量 C．所有细胞体积之和 D．所有细胞表面积总和与体积总和的比值 答案　D 解析　由于胚胎生命活动只消耗有机物，而不从外界吸收有机物，所以有机物总量有所减少；细胞分裂是有丝分裂，所以每个细胞中DNA含量基本不变；由于有透明带等的制约，此时胚胎的总体积基本不变；随着细胞数的增多，每个细胞的体积在减小，所有细胞的表面积总和在增大，所以所有细胞表面积总和与体积总和的比值在不断增大，符合图形特点。 11．下列关于高等哺乳动物受精与胚胎发育的叙述，正确的是(　　) A．绝大多数精卵细胞的识别具有物种特异性 B．卵裂球细胞的体积随分裂次数增加而不断增大 C．囊胚的滋养层细胞具有发育全能性 D．原肠胚发育分化形成内外两个胚层 答案　A 解析　同种动物的精卵细胞的表面有特异性相互识别的蛋白，这是同种动物的精卵能够结合的原因之一；受精卵不断进行细胞分裂即卵裂，卵裂产生的细胞团称为卵裂球，随着卵裂的进行，卵裂球体积基本不变或略有减小，而单个细胞的体积不断减小；囊胚的内细胞团是具有发育的全能性，但是滋养层细胞只能发育成胚胎的附属结构或胚外结构如胚盘；囊胚发育分化形成内外两个胚层，原肠胚有内、中、外三个胚层。 12．研究表明，大多数动物如蛙的受精卵在卵裂期随着卵裂的进行胚胎的体积并不增大，但胚胎细胞核的总质量与细胞质的总质量(核/质)比值却发生变化。下列符合卵裂期核质质量比值变化趋势的示意图是(　　) 答案　A 解析　蛙的受精卵细胞卵裂时，随着有丝分裂的进行，细胞数量增加，但细胞的总体积并不增加，细胞核的总质量增加，所以核质质量比值不断增加。 13．如图为海星胚胎发育过程的某时期示意图，请据图回答下列问题： (1)该时期为胚胎发育过程的________期，其内的空腔称为________，随着胚胎发育的进行，该腔的容积将逐渐________。 (2)该图上一时期为________，该图下一时期为__________________________________。 答案　(1)囊胚　囊胚腔　缩小　(2)卵裂期　原肠胚期 解析　海星的受精卵经过卵裂形成囊胚，囊胚内具有一个大的空腔为囊胚腔，正与本题的图相符，因此此图为囊胚期的示意图，里面的空腔为囊胚腔，胚胎继续发育形成具有内、中、外三层的原肠胚。因此该图的下一时期为原肠胚期。 14．下图为某女性在一次生殖过程中生出男孩甲和乙的示意图，请据图回答下列问题： (1)产生卵细胞的器官是________，过程X称为__________。 (2)过程Y的细胞分裂方式是________，人胚胎发育经历的时期依次是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 其中最关键的时期是__________________。 (3)已知个体甲控制某性状的基因型为Aa，而乙为AA，则其最可能的原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)若甲为六指(常染色体显性遗传病)的纯合子患者，结婚前已通过外科手术将多余的手指切除，且他的婚配对象为正常指，则其子女患六指症情况为______________，原因是__________________________。 答案　(1)卵巢　受精作用　(2)有丝分裂　受精卵→卵裂期→囊胚期→原肠胚期→组织、器官、系统的形成→胎儿　原肠胚期　(3)受精卵在第一次卵裂的有丝分裂过程中发生了基因突变　(4)都患六指症　切除手指不能改变患者的基因型 解析　从图示可知，甲、乙两个体的发生机制为同卵双生，因为它们来自同一个受精卵，只是在卵裂期两部分分裂球细胞各自发育成一个胚胎。既然来自同一个受精卵，若无基因突变，两胚胎的基因型应相同。如果两个体控制某一性状的基因型不同，显然是发生了基因突变。甲婚前将多余的手指切除，改变的只是性状，其体细胞及生殖细胞中控制该病症的基因并未改变。 15．据报道，某科研小组将猴子的皮肤干细胞注射到小鼠的囊胚里，再将囊胚移入代孕鼠体内发育而形成猴鼠嵌合体——猴鼠，用于角膜等器官的移植研究。请回答下列问题： (1)胚胎干细胞体外培养诱导分化可形成大量皮肤干细胞，其原因是____________________ __________________________。根据胚胎干细胞的这种功能特性，当我们身体的某一类细胞功能出现异常或退化时，利用胚胎干细胞治疗的思路是______________________________。 (2)囊胚时期，细胞开始出现分化，有些细胞个体较小，将来只能发育成胎膜和胎盘(胚盘)，这类细胞称为____________________________，因此应将猴的皮肤干细胞注射到小鼠囊胚的______________部位，以伴随其发育成某种组织。 答案　(1)胚胎干细胞具有发育的全能性　通过诱导胚胎干细胞定向分化来及时修补　(2)滋养层细胞　内细胞团 解释　(1)胚胎干细胞具有发育的全能性，在体外培养时可以诱导分化形成不同的人体细胞，因此可以通过诱导胚胎干细胞定向分化来及时修补身体中功能出现异常或退化的细胞。(2)囊胚时期，细胞开始分化为滋养层细胞和内细胞团细胞，滋养层细胞将来发育成胎膜和胎盘(胚盘)，内细胞团细胞具有全能性，将来发育成完整的胚胎。因此，应将猴的皮肤干细胞注射到小鼠囊胚的内细胞团部位，以伴随其发育成某种组织。 [自助加餐] 16．哺乳动物卵原细胞减数分裂形成成熟卵子的过程中，需要在促性腺激素和精子的诱导下才能完成。下面为某哺乳动物卵子及早期胚胎的形成过程示意图(n表示染色体组)。 据图分析，下列叙述错误的是(　　) A．次级卵母细胞形成的过程需要激素调节 B．细胞Ⅲ只有在精子的作用下才能形成成熟卵子 C．Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ细胞分裂后期染色体数目相同 D．培育转基因动物应选择细胞Ⅳ作为受体细胞 答案　C 解析　A、B两个选项是题干明确表述的事实，A、B项正确；初级卵母细胞和次级卵母细胞分裂后期细胞中染色体数与体细胞相同，而Ⅳ是受精卵，进行有丝分裂，因此有丝分裂后期细胞中染色体的数目是体细胞的二倍，C项错误；动物体细胞的全能性受限，因而培育转基因动物时应选择受精卵(Ⅳ细胞为受精卵)作为受体细胞，D项正确。 17．下列关于哺乳动物受精和发育的叙述，正确的是(　　) A．雌性动物排卵后遇精子即完成受精 B．胚胎发育至囊胚时已经开始了细胞分化，这是由于基因的选择性表达 C．动物卵细胞形成过程始于初情期后 D．动物的个体发育过程是：受精卵→卵裂期→囊胚→原肠胚→幼体 答案　B 解析　雌性动物排出的卵子并非成熟的卵子，即使遇到精子，也要在继续成熟至减数第二次分裂中期时才具备与精子受精的能力；胚胎在卵裂期后继续发育至囊胚时开始分化；动物卵细胞的形成始于胚胎时期，精子的形成始于初情期后；动物的个体发育包括胚胎发育和胚后发育，D项只是胚胎发育过程。