内容正文:
第3节 胚胎工程
一 胚胎工程的理论基础
学习目标
1.运用结构与功能观,说明精子和卵细胞的结构与功能之间的关系。
生命观念
2.基于受精和胚胎早期发育的过程,采用归纳与概括、模型与建模等方法,以文字和图示的形式说明受精卵和胚胎早期发育各阶段的特点。
科学思维
一、胚胎工程
1.对概念的理解
2.主要技术:__体外受精、胚胎移植和胚胎分割__。
二、受精
1.概念:__精子__与__卵子__结合形成合子(即__受精卵__)的过程。
2.场所:哺乳动物的__输卵管__内。
3.过程
[点拨]
受精过程认识的两个误区
(1)成熟的精子并不代表具有受精能力,必须获能后才具备受精能力。
(2)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。
三、胚胎早期发育
[点拨]
(1)在透明带内进行分裂的阶段都属于卵裂。
(2)卵裂细胞的数量不断增加,但胚胎的总体积并不增加。
判断正误
1.哺乳动物精子与卵子相遇并结合为受精卵的过程是在输卵管内完成的。(√)
2.卵子要在卵巢内进一步成熟,到MⅡ期时,才具备与精子受精的能力。(×)
3.雌、雄原核充分发育后,相向移动,彼此靠近,核膜融合。(×)
4.受精卵形成后即在输卵管内进行有丝分裂,开始发育。(√)
5.卵裂阶段细胞中有机物、DNA的含量增多,细胞体积增大。(×)
6.胚胎发育过程中开始分化的阶段是原肠胚期。(×)
探究点一 受精作用
[问题情境]
如图为受精过程示意图,请据图回答问题:
(1)刚采集到的精子是否能与卵子立即结合完成受精作用?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。
(2)防止多精入卵受精的生理反应有哪些?有什么意义?
提示:①两道屏障,一是透明带反应,二是卵细胞膜反应。②防止多精入卵,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)怎样判断卵细胞是否受精?请分析理由。
提示:观察到两个极体或者雌、雄原核作为受精的标志。第一极体形成后一般不再分裂,第二极体是在受精后才形成的,因此观察到两个极体,说明卵细胞已经发生受精了。雌、雄原核也只有在受精后才能形成。
[归纳总结]
1.受精过程中的“两大反应”“两道屏障”
2.关于体内受精应注意的几个问题
(1)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)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(即精卵各提供1/2),而细胞质的遗传物质几乎全部来自卵细胞。
[典题示例]
1.(2022·吉林模拟)下列关于体内受精过程的排序,正确的是( )
①受精卵第一次分裂开始
②释放第二极体
③获能后的精子与卵子相遇并释放多种酶
④精子穿越卵细胞膜外的结构
⑤雌、雄原核的形成
⑥两个原核靠近,核膜消失
A.①②③④⑤⑥ B.③②④⑤⑥①
C.④⑤②①③⑥ D.③④②⑤⑥①
[解析] 体内受精的具体过程为③获能后的精子与卵子相遇并释放多种酶→④精子穿越卵细胞膜外的结构→精子入卵→②卵子完成减数分裂Ⅱ并排出第二极体→⑤雌、雄原核的形成→⑥雌、雄原核靠近,核膜消失→①受精卵第一次分裂开始,D正确。
[答案] D
2.(2022·辽宁模拟)如图表示精子入卵后,发生(或引起的)一系列变化形成受精卵的过程,下列叙述错误的是( )
A.图中X指卵细胞膜反应,Y指卵子完成减数第二次分裂
B.精子触及卵细胞膜的瞬间便发生了X,防止多精入卵
C.精子入卵主要指精子的头部外膜与卵细胞膜融合
D.雌、雄原核充分发育后相向移动,继而合并成一个细胞核
[解析] 图中X指卵细胞膜反应,Y指卵子完成减数第二次分裂,A正确;精子触及卵细胞膜的瞬间便发生了透明带反应,防止多精入卵,而图中X指卵细胞膜反应,B错误;精子入卵主要指精子的头部外膜与卵细胞膜融合,C正确;雌、雄原核充分发育后相向移动,继而合并成一个细胞核,D正确。
[答案] B
[规律方法]
“两看”法区别透明带反应、卵细胞膜反应
(1)从发生时间看:透明带反应发生在精子触及卵细胞膜的瞬间;卵细胞膜反应发生在精子入卵后。
(2)从生理作用看:透明带反应可防止多个精子穿越透明带,是防止多精入卵的第一道屏障;卵细胞膜反应是防止多精入卵的第二道屏障。
探究点二 胚胎早期发育
[问题情境]
下图为胚胎早期发育图解,请据图回答问题:
(1)a之前的分裂在哪个部位进行,有哪些变化?
提示:a之前的分裂称为卵裂,在透明带中进行。细胞的数量不断增加,但胚胎的总体积并不增加。
(2)胚胎发育过程中开始出现