2015-2016学年高中生物专题三胚胎工程31体内受精和早期胚胎发育课时作业新人教版选修3

13．1体内受精和早期胚胎发育目标导航1.结合课本插图，说出精子和卵子的形成过程及异同。2.结合受精过程，分析精子是如何获能的，简述防止多精入卵的两道屏障的形成机制。3.结合课本插图，概述哺乳动物受精卵的发育过程以及桑椹胚、囊胚时期的特点。一、精子和卵子的发生(阅读P61－63)1．胚胎工程的概念(1)操作对象：动物早期胚胎或配子。(2)处理技术：如体外受精、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干细胞培养等技术。(3)特点：经过处理后获得的胚胎，还需移植到雌性动物体内生产后代，以满足人类的各种需求。(4)理论基础：哺乳动物受精和早期胚胎发育规律。(5)实质：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。2．精子的发生(1)场所：在睾丸内完成。(2)时期：从初情期开始到生殖机能衰退。(3)过程：完善以下三个阶段23．卵子的发生(1)场所：在雌性动物的卵巢内完成。(2)时期：动物的胚胎在性别分化以后。(3)完善以下过程：卵原细胞有丝分裂时期：胎儿期场所：卵巢内初级卵母细胞减数第一次分裂时间：排卵前后场所：卵巢内次级卵母细胞和第一极体减数第二次分裂时间：精子和卵子结合的过程中场所：输卵管卵子和第二极体二、受精(阅读P63－66)1．概念：受精是精子与卵子结合形成合子(受精卵)的过程。2．场所：雌性的输卵管。3．受精过程完成标志：雌、雄原核融合形成合子。4．完善以下过程(1)受精前的准备阶段①精子获能：正常情况下在雌性动物的生殖道内完成。②卵子的准备：发育到减数第二次分裂的中期时，才具备与精子受精的能力。(2)受精阶段哺乳动物受精过程主要包括：精子穿越放射冠和透明带，进入卵细胞膜，形成雌雄原核并融合。①顶体反应：精子获能后与卵子相遇时，精子顶体释放顶体酶，溶解卵丘细胞之间的物质，3形成精子穿越放射冠的通路。②透明带反应：穿过放射冠的精子经孔道穿越透明带，接触卵细胞膜，随即产生阻止后面精子进入透明带的生理反应。③卵细胞膜反应：当精子与卵细胞膜接触后，立即被卵细胞膜表面的微绒毛抱合，并发生精子外膜与卵细胞膜相互融合，精子入卵。此时卵细胞膜立即发生阻止其他精子再进入卵内的生理反应。④原核的形成和融合a．雄原核形成：精子入卵后，尾部脱离，原有核膜破裂，随后形成新核膜，最后形成雄原核。b．雌原核形成：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。c．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，两组核染色体合为一组，形成一个含二倍染色体的合子，也就是受精卵。三、胚胎发育的过程(阅读P66－67)判断正误：(1)精子和卵子的发生都是从初情期开始的。()(2)卵子形成过程中，MⅠ和MⅡ是不连续的。()(3)判断卵子是否受精的标志是在卵细胞膜和透明带的间隙观察到两个极体。()(4)原肠胚发育分化形成内外两个胚层。()(5)透明带反应和卵细胞膜反应是防止多精子入卵的两道屏障。()(6)卵裂是在透明带内进行的。()(7)内细胞团将来发育成胎膜和胎盘。()(8)卵子发育到减数第二次分裂的中期才具备与精子受精的能力。()答案(1)×(2)√(3)√(4)×(5)√(6)√(7)×(8)√4一、精子的发生和卵子的发生的比较项目精子的发生卵子的发生区别场所睾丸的曲细精管卵巢(MⅠ)和输卵管(MⅡ)时间初情期后MⅠ：雌性动物排卵前后MⅡ：精卵结合过程中完成特点①MⅠ、MⅡ连续②需要变形；③细胞质均等分配①MⅠ、MⅡ不连续；②不需要变形；③细胞质不均等分配结果形成4个精子形成一个卵细胞和3个极体相同点①原始生殖细胞的增殖为有丝分裂；②生殖细胞的成熟过程为减数分裂；成熟过程均经一次染色体复制和两次分裂，子细胞中染色体数目减半1．不同动物精子大小是否相同？动物精子大小与动物体型大小呈正相关吗？答案不相同，动物精子的大小与动物的体型大小无关，如大鼠的精子为190μm，而大象的精子只有50μm。2．精子和卵子在发生上的重要区别是什么？答案哺乳动物卵泡的形成和在卵巢内的储备，是在出生前(即胎儿时期)完成的，这是精子和卵子在发生上的重要区别。3．卵泡和初级卵母细胞是什么关系？一个卵泡中能形成几个成熟的卵子？答案初级卵母细胞被卵泡细胞包围，形成卵泡。正常情况下，一个卵泡只能形成一个成熟的卵子。4．排卵是指卵子从卵泡中排出，还是指卵泡从卵巢中排出？刚排出的卵是成熟的卵子吗？答案排卵是指卵子从卵泡中排出。刚排出的卵子尚未完全成熟，一般仅完成减数第一次分裂，需要在输卵管内进一步成熟，直到减数第二次分裂的中期才能与精子结合完成受精过程。5．不同动物排出的卵子成熟程度相同吗？答案不同。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．下图表示高等动物卵子的发生过程，请据图回答有关问题：5(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)能发生染色体的着丝点分裂的阶段是____________________________________________(填序号)。问题导析(1)回顾知识：卵子发生的过程为；场所是卵巢。(2)明确图中数字和字母的含义：图中①为有丝分裂，可增加卵原细胞的数量，卵原细胞进一步演变为初级卵母细胞；②③④为减数分裂，只有在受精后，次级卵母细胞才能最终完成减数第二次分裂，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后开始的，因此阶段C为胎儿期，阶段D为初情期后。答案(1)第一极体合子受精胎儿期初情期后(2)卵子已经完成了受精(3)①④一题多变精子开始形成的时期是________，精子形成过程中不同于上图卵子形成过程的最主要区别是________________________________________________________________________，该过程保留下来的主要结构是________和________。答案初情期需要变形细胞核线粒体二、受精和胚胎发育1．受精(1)过程①两个准备阶段精子获能：必须在雌性动物生殖道中发生相应的生理变化后，才能获得受精能力卵子的准备：在输卵管内进一步成熟，到达MⅡ中期时才具备与精子受精的能力②受精阶段——四部曲(2)受精过程中的三大反应与防止多精入卵受精的两道屏障①同种生物精卵结合的保障：卵细胞透明带上存在精子的特异性识别受体，只允许同种生物6的精子与卵细胞结合。②顶体反应：精子膜和顶体外膜发生一系列改变并释放顶体酶的过程即为顶体反应。顶体反应的主要作用是形成精子穿越放射冠的通道，是精子和卵子结合必不可少的条件。③透明带反应：精子触及卵细胞膜的瞬间，会产生阻止后来的精子进入透明带的生理反应，称为透明带反应。它是防止多精入卵受精的第一道屏障。④卵细胞膜反应：精子入卵后，卵细胞膜会立即发生一种生理反应，拒绝其他精子再进入卵内，称为卵细胞膜反应。它是防止多精入卵受精的第二道屏障。(3)受精的标志和受精完成的标志①受精的标志：在透明带和卵细胞膜之间观察到两个极体。②受精完成的标志：雌、雄原核的融合。2．胚胎发育(1)最初发育场所：输卵管(以后移入子宫)。(2)过程发育过程胚胎特点受精卵受精卵形成后即在输卵管内进行有丝分裂，开始发育卵裂期细胞分裂方式为有丝分裂，细胞数量不断增加，胚胎的总体积不增加，或略有缩小桑椹胚细胞数目约为32个，每个细胞都具有全能性囊胚(出现囊胚腔)细胞开始出现分化，内细胞团将来发育成胎儿的各种组织，滋养层将来发育为胎膜和胎盘原肠胚(出现原肠腔)具有原肠腔，分化为内胚层、中胚层和外胚层三个胚层发育过程图示1．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？答案不对。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7用。2．受精过程中有防止多精入卵的两道屏障，其意义是什么？答案保证子代细胞中染色体数目正常。3．雌、雄原核与卵子、精子原来的核是什么关系？答案雌、雄原核不能理解成卵子、精子原来的核，而是在原来细胞核的基础上形成的新核，原核膜已破裂。4．胚胎发育过程中全能性最高的阶段、开始分化的阶段分别是什么时期？答案受精卵；囊胚。5．胚胎发育的营养物质来自哪里？答案早期胚胎发育的营养物质来自卵子，后期通过胎盘从母体吸收营养物质。6．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，细胞体积增大。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。2．下图表示高等动物的个体发育过程，判断下列说法中正确的是()A．图中①过程表示胚胎发育，胚胎发育是在子宫中进行的B．受精卵卵裂过程中，每个细胞的体积不断增大C．桑椹胚期的胚胎从透明带中伸展出来，称孵化D．①过程的细胞分裂方式是有丝分裂问题导析(1)胚胎发育是指受精卵发育成为幼体，卵子和精子在输卵管完成受精后，发育也就开始了，因此胚胎发育的初期是在输卵管中进行的。(2)受精卵卵裂过程中，分裂后的每个细胞的体积越来越小。(3)早期胚胎发育过程中，囊胚期由于细胞增殖使细胞数量增多，且出现了囊胚腔，因此体积进一步扩大，会从透明带中伸展出来，这一过程叫做孵化。答案D一题多变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：8(1)本题图中A、B、C阶段中，对应上题图①过程中囊胚和原肠胚的是__________________。(2)写出图中各标号的名称：[2]________，[4]________，[5]________，[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]将来发育成_________________________________________________________。(5)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______________________________________________________________。答案(1)B、C(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(5)透明带反应和卵细胞膜反应解析(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；囊胚期开始出现细胞分化，已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)内细胞团将来发育为胎儿的各种组织，滋养层细胞将来发育为胎膜和胎盘。(5)受精时的透明带反应和卵细胞膜反应是防止多精入卵的两道屏障。91．下列不是精子和卵子发生的区别的是()A．初级精母细胞和初级卵母细胞在个体发育过程中的形成时间B．MⅠ和MⅡ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量答案D解析初级精母细胞是在雄性动物初情期开始后由精原细胞分裂形成，而初级卵母细胞是在胎儿期形成的。精子的形成过程中减数分裂是连续的，卵子产生通过MⅠ形成次级卵母细胞，在精子和卵子结合过程中才完成MⅡ。精子形成还需要变形，卵子不需要变形。成熟的精子和卵子都是减数分裂形成的，都含有亲本体细胞一半数目的染色体。2．下列