2017-2018年高中生物 第一單元 生物技術(shù)與生物工程 第三章 胚胎工程 第1節(jié) 動(dòng)物胚胎發(fā)育的基本過(guò)程學(xué)案 中圖版選修3

《2017-2018年高中生物 第一單元 生物技術(shù)與生物工程 第三章 胚胎工程 第1節(jié) 動(dòng)物胚胎發(fā)育的基本過(guò)程學(xué)案 中圖版選修3》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2017-2018年高中生物 第一單元 生物技術(shù)與生物工程 第三章 胚胎工程 第1節(jié) 動(dòng)物胚胎發(fā)育的基本過(guò)程學(xué)案 中圖版選修3（9頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 第三章　胚胎工程 第一節(jié)　動(dòng)物胚胎發(fā)育的基本過(guò)程 1．簡(jiǎn)述動(dòng)物胚胎發(fā)育的基本過(guò)程。(重點(diǎn)) 2．簡(jiǎn)述胚胎工程的理論基礎(chǔ)。(難點(diǎn)) 受 精 1．含義 精子與卵細(xì)胞結(jié)合形成受精卵的過(guò)程。 2．場(chǎng)所 哺乳動(dòng)物及人的受精部位一般發(fā)生在輸卵管上段。 3．過(guò)程 ―→―→ 4.意義 對(duì)于維持每種生物前后代體細(xì)胞中染色體數(shù)目的恒定，以及生物的遺傳都具有重要意義。 5．實(shí)質(zhì) 受精的實(shí)質(zhì)是精子的精核和卵細(xì)胞的卵核融合的過(guò)程。 探討：家畜每次射精排出的精子數(shù)以億計(jì)，但是通常只有一個(gè)精子能夠與卵子結(jié)合，這能說(shuō)是一種浪費(fèi)嗎？怎樣理解這一現(xiàn)象？ 提示：不是?？梢?/p>

2、從兩方面說(shuō)明這一問(wèn)題：其一，在自然繁殖的條件下，為了使母畜排出的1個(gè)或幾個(gè)卵子完成受精，公畜一次射出幾億到幾十億的精子到發(fā)情母畜的生殖道內(nèi)，可以說(shuō)是動(dòng)物為繁殖后代、延續(xù)物種的一種生理保障機(jī)制；其二，在自然條件下，精子從射精部位運(yùn)行到受精部位，在通過(guò)母畜生殖道的過(guò)程中，復(fù)雜的組織結(jié)構(gòu)和生理環(huán)境將對(duì)精子進(jìn)行篩選，并致使大量的精子途中死亡，被分解或排除，造成精子大量損耗。最后到達(dá)受精部位(輸卵管)的精子只剩百余個(gè)，與卵子完成受精的只有一個(gè)。 探討：精子細(xì)胞變成精子的過(guò)程中，細(xì)胞中很多結(jié)構(gòu)會(huì)消失，而細(xì)胞核和線粒體都保留下來(lái)，對(duì)這一現(xiàn)象怎樣理解？為什么精子中的線粒體集中在尾的基部？ 提示：細(xì)胞核和線

3、粒體都是精子結(jié)構(gòu)中的重要部分。其中，細(xì)胞核是精子遺傳物質(zhì)儲(chǔ)存和復(fù)制的場(chǎng)所，參與精、卵結(jié)合，也是后代遺傳特性與細(xì)胞代謝活動(dòng)的控制中心。而線粒體則是精子進(jìn)行有氧呼吸分解營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)能量的場(chǎng)所。精子的線粒體在精子形成過(guò)程中，集中于尾的基部形成線粒體鞘，是精子維持生存和運(yùn)動(dòng)能量的“動(dòng)力工廠”或“發(fā)動(dòng)機(jī)”。 探討：精子和卵子的發(fā)生有哪些主要不同？ 提示：由一個(gè)精原細(xì)胞經(jīng)減數(shù)分裂最后可產(chǎn)生四個(gè)精子，一個(gè)卵原細(xì)胞只能生成一個(gè)卵子；精子的形狀為蝌蚪狀，卵子為球形。多數(shù)哺乳動(dòng)物卵泡的形成和在卵巢內(nèi)的儲(chǔ)備是在胎兒出生前完成的。 1．受精前的準(zhǔn)備 (1)精子的獲能 成熟的精子必須在雌性動(dòng)物的生殖道

4、中經(jīng)歷一段時(shí)間才能獲得受精能力，此過(guò)程叫獲能。 (2)卵細(xì)胞的準(zhǔn)備 卵細(xì)胞要在輸卵管中進(jìn)一步成熟，發(fā)育到減數(shù)第二次分裂中期時(shí)，才具備受精能力。 2．受精過(guò)程 受精是精子與卵細(xì)胞結(jié)合并形成受精卵的過(guò)程。受精時(shí)，精子的頭部進(jìn)入卵細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)，并迅速膨大，出現(xiàn)核仁、核膜，精子和卵細(xì)胞的細(xì)胞核相互融合，形成一個(gè)細(xì)胞體。 1．用顯微鏡檢查蛙的器官，其中有一些細(xì)胞正在分裂，有的進(jìn)行有絲分裂，有的進(jìn)行減數(shù)分裂。這一器官最可能是(　　) A．肝臟　　　 B．睪丸　　　 C．脾臟　　　 D．腎臟 【解析】　高等動(dòng)物細(xì)胞的減數(shù)分裂發(fā)生在性腺內(nèi)。 【答案】　B 2．閱讀短文，回答(1)～(

5、4)題。 高等動(dòng)物的后代都是通過(guò)兩性生殖細(xì)胞的兩兩結(jié)合發(fā)育而成的。但是，隨著科學(xué)的發(fā)展，人們用人工的方法在魚類和兩棲類中獲得了單性后代。例如，我國(guó)著名的實(shí)驗(yàn)胚胎學(xué)家朱冼教授，用玻璃細(xì)絲刺激蟾蜍產(chǎn)生的卵子①，經(jīng)過(guò)多年實(shí)驗(yàn)，前后獲得了23只無(wú)父親的小蟾蜍②，其中一只小蟾蜍在次年順利地產(chǎn)出了3 000多枚卵子③，受精后發(fā)育良好，并獲得了新一代的小蟾蜍800多只④，這就是世界上第一批沒(méi)有外祖父的蟾蜍。用這種方法獲得的后代，也叫做雌核發(fā)育。 (1)卵產(chǎn)生的方式是____________。 (2)小蟾蜍②的性狀和誰(shuí)相似？________。原因是______________________ ____

6、___________________________________________________________。 (3)卵子③的遺傳物質(zhì)和卵子①的遺傳物質(zhì)是否一樣？____________。原因是_________________________________________________________________。 (4)新一代小蟾蜍的遺傳物質(zhì)和②中小蟾蜍的遺傳物質(zhì)是否完全一樣？______________。原因是_______________________________________________ ______________________________

7、_________________________________。 ④中小蟾蜍的性別是_____________________________________________。 【答案】　(1)減數(shù)分裂　(2)母體　小蟾蜍的遺傳物質(zhì)完全來(lái)自母體　(3)基本一樣　產(chǎn)生卵子③的蟾蜍是由卵子①經(jīng)無(wú)性生殖發(fā)育來(lái)的　(4)不完全一樣　這些小蟾蜍是由卵子③受精發(fā)育而來(lái)的，遺傳物質(zhì)由卵子③和外源精子共同提供，因而發(fā)生了重組　雌性或雄性 胚 胎 的 發(fā) 育 過(guò) 程 1．卵裂 (1)含義 受精卵形成后而進(jìn)行有序的有絲分裂的過(guò)程。 (2)特點(diǎn)卵裂球越來(lái)越小卵裂速度總體積基本不變 (

8、3)過(guò)程 卵裂到一定程度則形成囊胚。其中間的腔稱為囊胚腔；囊胚中將來(lái)發(fā)育成幼體的結(jié)構(gòu)是內(nèi)細(xì)胞團(tuán)；將來(lái)發(fā)育成絨毛膜、胎盤等胚外組織的是外部細(xì)胞。 2．原腸作用與器官形成 (1)原腸作用 ①囊胚形成后，一部分細(xì)胞遷入形成內(nèi)胚層和中胚層，留在外面的成為外胚層，結(jié)果形成了具有三個(gè)胚層的原腸胚，其中形成最晚的胚層是中胚層。 ②各胚層將按各自的發(fā)育途徑分裂和分化為相應(yīng)的細(xì)胞和組織。 (2)器官形成 ①三個(gè)胚層建立之后就孕育著各種器官原基的形成過(guò)程，其中最先形成的是腦和脊髓原基——神經(jīng)管。 ②神經(jīng)組織等由外胚層發(fā)育而來(lái)，骨骼肌、血液等由中胚層發(fā)育而來(lái)，小腸上皮等由內(nèi)胚層發(fā)育而來(lái)。

9、資料分析 各種動(dòng)物受精卵發(fā)育及進(jìn)入子宮的時(shí)間 動(dòng)物 種類 受精卵發(fā)育/h 進(jìn)入子宮時(shí)發(fā)育 天數(shù)和發(fā)育階段 2細(xì)胞 4細(xì)胞 8細(xì)胞 16細(xì)胞 桑椹胚 天/ 發(fā)育階段 小鼠 24～38 38～50 50～60 60～70 68～80 3 桑椹胚 山羊 24～28 48～60 72 72～96 96～120 4 10～16細(xì)胞 綿羊 36～38 42 48 67～72 96 3～4 16細(xì)胞 豬 21～51 51～66 66～72 90～110 110～114 2～2.5 4～6細(xì)胞 馬 24 30～6

10、 50～60 72 98～106 6 囊胚 牛 27～42 44～65 49～90 96～120 120～144 4～5 8～16細(xì)胞 探討：胚胎發(fā)育經(jīng)歷了哪些階段？ 提示：受精卵→卵裂期→桑椹胚→囊胚→原腸胚 探討：表中哪種動(dòng)物的胚胎在進(jìn)入子宮時(shí)發(fā)育程度最高？ 提示：比較而言，馬的胚胎進(jìn)入子宮的發(fā)育程度最高，其次為小鼠。 探討：將體外培養(yǎng)的馬胚胎移植到母馬子宮時(shí)，應(yīng)選擇什么階段的胚胎？如果換成牛又該怎樣處理？ 提示：馬應(yīng)選擇囊胚階段的胚胎。牛在自然情況下，胚胎雖然最早可在8～16細(xì)胞階段進(jìn)入子宮，但為了提高移植后胚胎的發(fā)育率和妊娠率，在實(shí)踐中通常用發(fā)育到囊

11、胚階段的胚胎進(jìn)行移植。 探討：為什么說(shuō)關(guān)于動(dòng)物的體內(nèi)受精和胚胎發(fā)育的研究，會(huì)為胚胎工程提供理論基礎(chǔ)？ 提示：胚胎工程的許多技術(shù)都是在了解哺乳動(dòng)物在自然條件下受精和早期胚胎發(fā)育的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的。 1．胚胎發(fā)育過(guò)程圖解 說(shuō)明：胚胎細(xì)胞數(shù)目達(dá)到32個(gè)左右時(shí)的卵裂球叫做桑椹胚。 2．早期胚胎發(fā)育 發(fā)育階段 場(chǎng)所 階段特點(diǎn) 受精卵 輸卵管 個(gè)體發(fā)育的起點(diǎn)，其全能性最高 卵裂期 輸卵管 細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂，細(xì)胞數(shù)目不斷增多，胚胎總體積不增加或略有縮小，每個(gè)細(xì)胞的體積不斷縮小，核內(nèi)遺傳物質(zhì)并未減少 桑椹胚 輸卵管 細(xì)胞數(shù)目達(dá)到32個(gè)左右，本階段以前的細(xì)胞均未分化，細(xì)胞全

12、能性最高，是胚胎分割的最佳時(shí)期 囊胚 輸卵管 細(xì)胞開(kāi)始出現(xiàn)分化，內(nèi)部出現(xiàn)了囊胚腔，內(nèi)細(xì)胞團(tuán)將來(lái)發(fā)育成幼體，透明帶內(nèi)壁形成外部細(xì)胞，囊胚期后期透明帶破裂，胚胎孵化 原腸胚 子宮 (胎生生物) 個(gè)體發(fā)育中分化能力最強(qiáng)的階段，分化形成三個(gè)胚層，外部細(xì)胞發(fā)育成絨毛膜和胎盤，出現(xiàn)原腸腔 1．在下圖所示的過(guò)程中，哪一事件在2～9階段沒(méi)有發(fā)生(　　) A．細(xì)胞體積減小　　　 B．細(xì)胞內(nèi)有機(jī)物總量增加 C．細(xì)胞有絲分裂 D．細(xì)胞分化 【解析】　題圖中2～9階段表示的是胚胎發(fā)育過(guò)程，胚胎發(fā)育過(guò)程是細(xì)胞有絲分裂和細(xì)胞分化的結(jié)果。受精卵發(fā)育到囊胚過(guò)程中，隨著細(xì)胞數(shù)目的增多，細(xì)胞體積

13、減小。該過(guò)程中有機(jī)物總量會(huì)有所減少。 【答案】　B 2．材料一　動(dòng)物干細(xì)胞是指那些未分化，但又具有分化潛能的細(xì)胞。根據(jù)分化潛能的差異，干細(xì)胞可分為三種類型：能夠分化產(chǎn)生生命活動(dòng)所需要的各種類型細(xì)胞的干細(xì)胞稱為全能干細(xì)胞，它本身可以形成一個(gè)生命體；不能單獨(dú)發(fā)育為完整個(gè)體，但能分化為多種類型細(xì)胞干細(xì)胞稱為多能干細(xì)胞；能分化產(chǎn)生與特定器官和特定生理功能相關(guān)的細(xì)胞稱為專能干細(xì)胞。人胚胎干細(xì)胞是人類胚胎發(fā)育早期未分化的細(xì)胞。 材料二　美國(guó)的一個(gè)大學(xué)實(shí)驗(yàn)室將人胚胎干細(xì)胞在體外培養(yǎng)一段時(shí)間后用于治療因病毒感染脊髓而癱瘓的老鼠，使之在一定程度上恢復(fù)了行走能力；西班牙的研究人員將胰島素基因?qū)胄∈笠认僦校?/p>

14、結(jié)果小鼠的糖尿病癥狀消失了。 (1)人類的胚胎發(fā)育中，細(xì)胞分化開(kāi)始于________。 (2)根據(jù)上述分類的方法，原腸胚時(shí)期中胚層細(xì)胞屬于________干細(xì)胞，骨髓中造血干細(xì)胞屬于________干細(xì)胞，卵裂期的細(xì)胞屬于________干細(xì)胞。 (3)全能干細(xì)胞能分化產(chǎn)生生命活動(dòng)所需的各種類型細(xì)胞，從分子水平上看，這是________________的結(jié)果。 (4)美國(guó)的研究人員用干細(xì)胞治療癱瘓老鼠獲得成功，這說(shuō)明那些干細(xì)胞已經(jīng)分化成________細(xì)胞。 【解析】　根據(jù)胚胎形態(tài)的變化可將早期的胚胎分為桑椹胚、囊胚、原腸胚幾個(gè)階段，桑椹胚前的每一個(gè)細(xì)胞都具有全能性，囊胚時(shí)期雖然出現(xiàn)

15、了細(xì)胞分化，但內(nèi)細(xì)胞團(tuán)的細(xì)胞仍具有全能性，到了原腸胚時(shí)，內(nèi)細(xì)胞團(tuán)的細(xì)胞進(jìn)一步分化成內(nèi)胚層、中胚層、外胚層，細(xì)胞的全能性受到限制。 【答案】　(1)囊胚期　(2)多能　專能　全能　(3)基因選擇性表達(dá)　(4)脊髓 1．下列有關(guān)受精作用的敘述，錯(cuò)誤的是(　　) A．受精卵中全部的遺傳物質(zhì)，一半來(lái)自父方，一半來(lái)自母方 B．受精時(shí)，精子和卵細(xì)胞的染色體會(huì)合在一起 C．受精卵中的染色體，一半來(lái)自父方，一半來(lái)自母方 D．受精卵中的染色體數(shù)與本物種體細(xì)胞的染色體數(shù)相同 【解析】　受精作用是精子和卵細(xì)胞結(jié)合成受精卵的過(guò)程，在此過(guò)程中精子只是頭部進(jìn)入卵細(xì)胞，尾部留在外面，精子的頭部進(jìn)入卵細(xì)胞內(nèi)

16、以后，精子的細(xì)胞核與卵細(xì)胞的核融合在一起，形成受精卵的細(xì)胞核，所以受精卵中的染色體一半來(lái)自父方(精子)，一半來(lái)自母方(卵細(xì)胞)，使受精卵中的染色體數(shù)恢復(fù)到體細(xì)胞的數(shù)目；因?yàn)檫z傳物質(zhì)并不是全部存在于染色體上(即細(xì)胞核中)，在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的線粒體中也有少量的遺傳物質(zhì)，而受精卵中的細(xì)胞質(zhì)幾乎全部來(lái)自卵細(xì)胞，所以受精卵中的全部遺傳物質(zhì)就不是一半來(lái)自父方，一半來(lái)自母方，而是母方比父方多提供細(xì)胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)。 【答案】　A 2．關(guān)于哺乳動(dòng)物早期胚胎發(fā)育的敘述正確的是(　　) A．合子形成后立即進(jìn)入子宮內(nèi)進(jìn)行有絲分裂 B．卵裂時(shí)隨著細(xì)胞數(shù)目的增加胚胎總體積也隨之增大 C．桑椹胚階段的每個(gè)細(xì)胞都屬于全

17、能細(xì)胞 D．內(nèi)細(xì)胞團(tuán)將來(lái)發(fā)育成胎盤和胎膜 【解析】　合子形成后在輸卵管中就開(kāi)始了有絲分裂，在卵裂時(shí)細(xì)胞數(shù)目不斷增加，胚胎總體積不增加或略有縮小，每個(gè)細(xì)胞的體積不斷縮小，內(nèi)細(xì)胞團(tuán)表層的細(xì)胞形成外胚層，下方的細(xì)胞形成內(nèi)胚層。 【答案】　C 3．下圖表示哺乳動(dòng)物胚胎發(fā)育過(guò)程的幾個(gè)階段，請(qǐng)據(jù)圖回答問(wèn)題： 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：99310049】 (1)寫出各個(gè)階段的名稱： A：________B．________C：________。 (2)寫出圖中各標(biāo)號(hào)的名稱： [2]____________，[4]__________，[5]____________，[7]__________，[8]_

18、_________。 (3)A時(shí)期的細(xì)胞具有發(fā)育上的________性，B時(shí)期開(kāi)始出現(xiàn)________，C時(shí)期開(kāi)始出現(xiàn)________。 (4)[2]將來(lái)發(fā)育成____________________。 【解析】　(1)圖中A是桑椹胚，B是囊胚，C是原腸胚。(2)圖B中是1是外部細(xì)胞，2是內(nèi)細(xì)胞團(tuán)，3是透明帶，4是囊胚腔，圖C中5是外胚層，6是外部細(xì)胞，7是原腸腔，8是內(nèi)胚層。(3)桑椹胚細(xì)胞具有全能性；囊胚開(kāi)始出現(xiàn)細(xì)胞分化，分化為外部細(xì)胞和內(nèi)細(xì)胞團(tuán)細(xì)胞；原腸胚已有胚層分化，分化為外胚層、內(nèi)胚層和中胚層。(4)內(nèi)細(xì)胞團(tuán)細(xì)胞將發(fā)育為胎兒的各種組織，外部細(xì)胞將發(fā)育為絨毛膜和胎盤。 【答案】

19、　(1)桑椹胚　囊胚　原腸胚 (2)內(nèi)細(xì)胞團(tuán)　囊胚腔　外胚層　原腸腔　內(nèi)胚層 (3)全能　細(xì)胞分化　胚層分化 (4)胎兒的各種組織 4．“試管嬰兒”技術(shù)是通過(guò)將不孕夫婦的精子和卵細(xì)胞取出在試管中完成受精，并在試管中培養(yǎng)使其發(fā)育到一定時(shí)期，再將胚胎移入女性子宮內(nèi)發(fā)育成胎兒。它不僅使一部分不能生育的男女重新獲得了生育的機(jī)會(huì)，也為人類的優(yōu)生開(kāi)辟了新的途徑。據(jù)此回答： (1)“試管嬰兒”技術(shù)在生物學(xué)上所依據(jù)的原理是(　　) A．有性生殖　　　　　　 B．組織培養(yǎng) C．克隆技術(shù) D．基因工程 (2)文中“一定時(shí)期”是胚胎發(fā)育的________期。 (3)“試管嬰兒”的形成用到下列哪

20、些技術(shù)________(填序號(hào))。 ①體外培養(yǎng)?、谌斯な诰、叟咛ヒ浦病、芎艘浦? (4)要得到“同卵雙胞胎”，采用的技術(shù)是____________________________。 雙胞胎的性別是否相同________。 【解析】　(1)試管嬰兒技術(shù)實(shí)際是體外授精，即經(jīng)過(guò)精卵結(jié)合，所以是有性生殖。 (2)此時(shí)期的特點(diǎn)是含有一個(gè)腔，即囊胚腔，所以稱為囊胚期，聚集在胚胎一端，個(gè)體較大的細(xì)胞稱為內(nèi)細(xì)胞團(tuán)。 (4)要提高胚胎利用率進(jìn)行胚胎分割，如將一個(gè)受精卵的早期胚胎一分為二，再移植到母體子宮發(fā)育，可形成兩個(gè)嬰兒，即同卵雙胞胎，性別完全相同。 【答案】　(1)A　(2)囊胚　(3)①②③　(4)胚胎分割移植　相同 課堂小結(jié)： 網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建 核心回扣 1.受精是精子與卵細(xì)胞結(jié)合形成受精卵的過(guò)程。 2.卵裂是受精卵開(kāi)始進(jìn)行有序的有絲分裂的過(guò)程。 3.當(dāng)哺乳動(dòng)物卵裂中的胚胎進(jìn)入子宮時(shí)，胚胎已經(jīng)發(fā)育成具有內(nèi)部細(xì)胞(內(nèi)細(xì)胞團(tuán))、外部細(xì)胞和囊胚腔構(gòu)成的囊胚。其中內(nèi)細(xì)胞團(tuán)的細(xì)胞將發(fā)育成幼體，故內(nèi)細(xì)胞團(tuán)的細(xì)胞具有全能性。 4.表皮、神經(jīng)組織由外胚層發(fā)育而成，骨骼肌、軟骨、疏松結(jié)締組織由中胚層發(fā)育而成，小腸上皮由內(nèi)胚層發(fā)育而成。 9