第2章 第3节 胚胎工程-（教师WORD）2021-2022学年高中生物【精讲精练】人教版选择性必修3 生物技术与工程 新课标辅导

第3节　胚胎工程

【学习目标】

1．简述胚胎形成经过了受精及胚胎早期发育等过程——生命观念

2．简述胚胎工程包括体外受精、胚胎移植和胚胎分割等技术——科学思维

3．说明胚胎工程在生产实践中的应用——社会责任

知识点一　胚胎工程的理论基础

[新知梳理]

1．胚胎工程的概念

(1)操作对象：生殖细胞、受精卵或早期胚胎细胞。

(2)技术手段：体外受精、胚胎移植和胚胎分割等多种显微操作和处理。

(3)目的：将获得的胚胎移植到雌性动物体内生产后代，满足人类的各种需求。

(4)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模拟操作。

2．受精

(1)准备阶段1——精子获能：

动物排出的精子必须在雌性动物的生殖道发生相应的生理变化后，才能获得受精能力，这一生理现象称为“精子获能”。

(2)准备阶段2——卵子的准备：

动物排出的卵子成熟程度不同，有的可能是初级卵母细胞，有的可能是次级卵母细胞，都要在输卵管内发育到MⅡ期时，才具备与精子受精的能力。

(3)受精阶段。

①精子穿越卵细胞膜外的结构：获能的精子释放多种酶溶解卵细胞膜外的一些结构。

②精子与卵细胞膜接触：精子接触卵细胞膜的瞬间，卵细胞膜外的透明带发生生理反应，阻止后来的精子进入透明带；精子入卵后，卵细胞膜立即发生生理反应，拒绝其他精子再进入卵内。

③精子入卵后：精子尾部脱离，形成新的核膜，叫雄原核；同时，被激活的卵子完成减数Ⅱ，排出第二极体，形成雌原核。

④形成合子：雌、雄原核充分发育后，彼此靠近，核膜消失，完成受精作用。

3．胚胎早期发育

(1)卵裂期：受精卵早期在输卵管内进行有丝分裂，叫卵裂。细胞的数量不断增加，但胚胎的总体积并不增加。

(2)桑葚胚：卵裂产生的子细胞逐渐形成致密的细胞团，形似桑葚。

(3)囊胚：细胞开始出现分化，内细胞团将来发育成胎儿的各种组织，滋养层细胞将来发育成胎膜和胎盘，随着胚胎的进一步发育，出现囊胚腔。

(4)原肠胚：囊胚孵化后，发育成原肠胚。具有外胚层、内胚层和中胚层，三个胚层逐渐分化形成各种组织、器官等。

[互动探究]

1．刚刚采集到的哺乳动物的精子和卵子能立刻受精吗？为什么？

提示：不能。精子要获能后才具有受精能力，卵子必须进一步成熟到减数第二次分裂中期才能受精。

2．防止多精入卵的屏障有哪些？有什么意义？

提示：两道屏障防止多精入卵：精子接触卵细胞膜的瞬间，卵细胞膜外的透明带发生生理反应，阻止后来的精子进入透明带；精子入卵后，卵细胞膜立即发生生理反应，拒绝其他精子再进入卵内。保证受精卵中遗传物质与亲代体细胞一致，从而保证遗传的稳定性。

3．胚胎发育过程中哪些细胞具有全能性？并分析各种细胞全能性的大小。

提示：个体发育过程中从囊胚阶段开始初步分化，分化出内细胞团和滋养层细胞，囊胚之前细胞未分化，为全能细胞，囊胚之后的原肠胚阶段细胞分化程度高，但仍有全能细胞。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。

[归纳总结]

1．受精过程中生理或结构上的变化

2.早期胚胎发育的过程

(1)胚胎发育的起点是受精卵，受精卵形成后即在输卵管内进行有丝分裂，此时胚胎开始发育，即胚胎发育的最初场所是输卵管，以后逐步向子宫移动，最后在子宫内着床，直至发育成为成熟的胎儿。

(2)桑葚胚阶段细胞均未分化，细胞具有全能性。

(3)囊胚阶段开始出现细胞分化，但内细胞团细胞仍具有全能性。

(4)原肠胚阶段是个体发育过程中分化能力最高的阶段，细胞已分化形成外、中、内三个胚层，但应注意细胞分化贯穿于生物整个个体发育过程中。

3．卵裂期细胞或物质的变化规律

 [特别提醒]　

早期胚胎发育中营养物质的来源不同

(1)卵裂期和桑葚胚时期，只进行细胞分裂，不需要从外界获取营养物质，胚胎发育所需营养主要来自卵黄。

(2)囊胚期细胞开始分化，滋养层细胞从外界吸收营养物质，使胚胎继续发育。

[题组通关]

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是卵子受精的标志

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，会发生顶体反应，防止多精入卵

解析　当在卵细胞膜和透明带的间隙可以观察到两个极体时，说明卵子已经受精。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。精子和卵细胞融合体现了细胞膜具有一定的流动性。防止多精入卵主要通过透明带反应和卵细胞膜反应两道屏障。