第2章 第3节 第1课时 胚胎工程的理论基础-【精讲精练】2024-2025学年高中生物选择性必修3 生物技术与工程同步学习方案（人教版2019）

第2章 细胞工程· 第3节 胚胎工程 第1课时 胚胎工程的理论基础 学习目标 1.简述受精和胚胎早期发育的基本过程 生命观念 2.说明胚胎的形成经过了受精及早期发育等过程 科学思维 必各知识 课前预习·自主落实 素养初成 梳理教材 三、胚胎早期发育 一、胚胎工程的概念 伤所 子宫 内进行有找分裂 操作 方式) 哪我特血胚的发育早期，在 生殖细胞 或 细胞数量木断，但胚胎总体积并不增加 胚胎工程的定义 对象 +船子知尔烟密 起点-受卵 操作 月的 生产动物后代，以满足人类的各种需求 技术 胚胎移植和胚阶分制等 致密的胞团，形似桑进 于段 内细 位道变胚的一端 跑用安自 二、受精 方向 阶段 藤 滋养员 置沿 扩展和排列 1.概念：精子与卵子结合形成合子（即受精 细胞 发育 方同 卵)的过程。 内含液体 2.场所：哺乳动物的受精在输卵管内完成。 3.过程 外豚以构政原肠胚的细胞 、结果 原肠杯 构成外杯只向内迁移的细胞 →按得受特能力，而不是衣得能量 中胚层位置内、外胚层之问 精了获能：在雌性动物的生殖道完成 卵子的准条：发育到 才只备马粘子受 走近生活 段 精的能力 精子释放 溶解卵细胞膜外的一些结构： 全球首批经全基因组测序的PGD (透明带反应：阻止多 PGs试管婴儿在长沙诞生。新技术的突破 特子接触卵细胞膜 精入卵的第一道坼障) 意味着通过设计试管婴儿解决部分不孕不 :进入 (卵细胞膜反应：阻k多精 受 育问题的同时，部分肿瘤疾病、遗传性疾病 入卵的第二道拼障) 阶 ①精子入卵后形成·个比原米精子的 的家族性遗传也将有希望避免。结合所学 形成 核还大的核，叫作 知识判断： 2被激活的卵了完成减数分裂Ⅱ，排 后，形成 (1)动物排出的卵子都是次级卵母细胞，需 雌、 雄原核结合 进一步成熟 ( 受精卵 (2)当精子人卵后，立即发生透明带反应， 阻止后来的精子进入 温馨提示 (3)成熟的精子并不具有受精能力，必须获 受精过程认识的两个误区 能后才具备受精能力 () (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。 (4)囊胚的滋养层细胞具有全能性() (2)雌、雄原核不能理解成卵子、精子原来的核，而是 (5)囊胚内的内细胞团将来发育成胎盘和 在原来细胞核的基础上形成的新核，原核膜已破裂。 胎膜 53 ●生物学·选择性必修3生物技术与工程（配RJ版） 关键能力 课堂探究·重难突破 素养培优 探究点一 受精的过程 》微思考 情境紧究 精子与卵细胞的结合，体现了细胞膜具有 受精是精子与卵子结合形成合子（即受精 什么功能？ 卵)的过程。它包括受精前的准备阶段和 受精阶段。观察哺乳动物受精过程，探究 下列问题： 归纳总结 卵细胞膜 透明带 雄原核 士雌原核 1.受精过程中的“两大反应”“两道屏障” 筑一极休 核 极体 放出第二极体 受精明指内 特子彩及卵纪胞膜的瞬， 里后来的涓于进入透 过程立容明带的反应 ①精了穿越卵 ②精子接③精子入卵后形成雄 入郭 中的 红胞膜外的 触卵细 原核：同时卵子完 两大 [球蛇胞内 特子入明后， 卵细胞眼立即 结构（如透明 胞膜 成减数分裂Ⅱ，释 及应膜反应容 生拒郑其飞精予进入的生 理友脑 带等) 放第二极休后，形 成雌原核 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。 ④雌、雄原 ⑤核膜消失，第一次 (2)动物排出的卵子成熟程度不同，有的可能是 核靠近 卵裂即将兀始 次级卵母细胞，如猪、羊等：有的可能是初级卵母 (1)防止多精入卵的两道屏障为 细胞，如马、犬等。但它们都要在输卵管内进一 和 步成熟，到MⅡ期时，才具备与精子受精的能力。 (2)在精卵相遇之前，精子在雌性动物的生 (3)受精卵遗传物质的来源：核遗传物质来自精子 殖道发生相应的生理变化，具有了受精能 的细胞核与卵细胞的细胞核（即精卵各提供1/2）， 力，这个过程叫作 。 卵子一 而细胞质的遗传物质几乎全部来自卵细胞。 般在排出后都要在 中进一步成 典题精练 熟，当达到 时，才具备与 精子受精的能力。 1.(2024·莆田期中)受精过程的顺序为 (3)受精的标志是 ①卵细胞膜发生生理反应，拒绝其他精子 (4)请分析受精卵中的遗传物质的来源。 再进入卵内 ②雌、雄原核相向移动，彼此靠近，核膜消 失，形成受精卵 ③精子释放出多种酶，溶解卵细胞膜外的 一些结构 54 第2章细胞工程● ④卵细胞膜外的透明带发生反应，阻止后 C.受精时只有精子头部进入卵子 来的精子进人透明带 D.雄原核形成的同时，卵子完成减数分 ⑤雌、雄原核的形成 裂Ⅱ A.③④⑤②① B.④③①⑤② 方法围固 C.③①④⑤② D.③④①⑤② “两看”法区别透明带反应、卵细胞膜反应 2.(2024·哈尔滨三中期中)下列关于哺乳动 (1)从发生时间看：透明带反应发生在精子触及 物受精过程的叙述错误的是 ( 卵细胞膜的瞬间；卵细胞膜反应发生在精子入 A.精子头部触及卵细胞膜时出现的反应 卵后。 是防止多精入卵的第一道屏障 (2)从生理作用看：透明带反应可防止多个精子穿 B.受精卵细胞质中的遗传物质完全来自 越透明带，是防止多精入卵的第一道屏障；卵细胞 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 情境探究 (4)受精卵的早期分裂称为卵裂。卵裂期 细胞中有机物、DNA的含量和细胞体积有 下图表示哺乳动物胚胎早期发育过程的几 什么特点？ 个阶段，请据图回答问题。 A B (1)写出图中各标号的名称：A 归纳总结 B. :[①] ;[②] 1.胚胎早期发育的过程 ;③] ;[④] 0 (2)什么是孵化？孵化之前和孵化之后分 O©⑧鑫 受特别→细胞+4胞→身胞+系其胚+胚→原肠胚 别是哪种胚胎？ 卵裂 特点：跑分裂方式为有丝分裂 一压层 三骄公 数日不渐地加，H压哈的总 囊杯陀 原购料 体积井不增加 (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。 (3)胚胎发育过程中，开始出现细胞分化的 (2)桑葚胚阶段细胞均未分化，细胞具有全能性。 阶段和细胞分化最显著的阶段分别是哪些 (3)囊胚阶段开始出现细胞分化，但内细胞团细 时期？细胞分化的原因是什么？ 胞仍具有全能性。 (4)原肠胚阶段细胞进一步分化，分化形成外、 中、内三个胚层。 (5)胚胎早期发育的营养物质来自卵黄，后期通 过胎盘从母体吸收营养物质。 55 ●生物学·选择性必修3生物技术与工程（配RJ版） 2.卵裂期细胞或物质的变化规律 A.图中②将发育为胎膜和胎盘等结构 项目 变化 项目 变化 B.图中③可发育成胎儿的各种组织 C.高等哺乳动物细胞分化开始于桑葚 细胞数目 增多 每个细胞内的DNA总量 不变 胚期 每个细胞体积 减小 有机物总量 减少 D.胚胎从①中伸展出来的过程叫作孵化 DNA总量 增多 物质种类 增多 4.关于桑葚胚和囊胚的比较，下列叙述正确 的是 () 北典题精练 A.桑甚胚的内细胞团将来可发育成胎儿 3.(2024·徐州期中)下图是胚胎发育过程中 的各种组织 某阶段示意图，下列有关叙述错误的是 B.桑葚胚的内细胞团细胞进行逐渐分化 ( C.囊胚期细胞分化是由遗传物质突变引 起的 D.囊胚的进一步扩大会导致透明带的 破裂 查溺补缺 随堂巩固·基础夯实 素养提升 [课堂小结] 是特子与卵子 结合形城 定义 (即受精卵)的过程 场所 精了杂能 方式卵裂 卵子淮备 备阶段 精卵接触 割 受 箱了入卵 怀胎工程的理论基 起点-受特卵 胚胎斗期发育 价段 内细胞团 形成 精阶段 胚 细胞 合子形成 孵化 燕胚腔 输卵管内场所) 结果」原肠胚 2.受精作用是指精子和卵子结合形成合子 [课堂巩固] (即受精卵)的过程。下列相关说法正确 1.下列有关精子获能的说法，正确的是 的是 () A.精子与卵细胞膜接触的瞬间，卵细胞膜 A.精子获得受精的能量 发生生理反应，拒绝其他精子进入卵 B.精子获能是在雄性生殖道内完成的 B.刚排出的精子必须在雌性动物的生殖 C.精子获得受精的能力 道获得能量才能受精，这一生理现象称 D.精子获得尾部摆动所需的能量 为“精子获能” 56 第2章细胞工程● C.在透明带和卵细胞膜之间看到两个第 A.图中①过程表示胚胎发育 二极体，可以作为判断卵细胞是否受精 B.由受精卵形成囊胚的过程中进行卵裂， 的标志 每个细胞的体积不断增大 D.哺乳动物受精后形成雕原核和雄原核， C.桑葚胚进一步发育，细胞开始出现分化 雄、雌原核充分发育后，相向移动，彼此 D.图中性成熟的个体是通过有性生殖获 靠近，核膜消失，雄、雕原核融合 得的 3.(2024·邯郸期末)下列有关动物早期胚胎 5.(2024·南京高二月考)下图为哺乳动物早 发育过程的说法，错误的是 ( 期胚胎发育的过程，下列有关叙述不正确 A.卵裂过程中细胞体积增大，有机物的总 的是 量不断下降 B.桑甚胚期，细胞暂未分化，此时的细胞 具有发育的全能性 C.卵裂过程是在透明带内完成的，进行的 A.过程a和b使胚胎中有机物的含量 是有丝分裂 减少 D.内、外两个胚层在原肠胚期形成 B.I、Ⅱ时期的胚胎中都含有全能细胞 4.(不定项)如图表示高等动物的个体发育过 C.I时期为囊胚期，细胞逐渐分化 程，下列说法正确的是 ( D.图示过程中，部分细胞中的遗传物质可 T 2 能发生改变 桑杯 成熟的 性成熟 胚 胎儿 的个体 请完成「知能达标训练1作业（十）》 第2课时 胚胎工程技术及其应用 1.简述体外受精、胚胎移植和胚胎分割的基本原理、操作步骤和应用价值 科学思维 学习目标 2.运用胚胎工程的基本概念和原理，对生产、生活中的相关问题进行分析与 社会责任 判断 必备知识 课前预习·自主落实 素养初成 梳理教材 2.体外受精技术的主要步骤： 和 等。 一、体外受精 3.过程 1.试管动物：通过人工操作使卵子在 卵巢→ 采集精子 培 受精，经培养发育为 后，再进行 期卵母细咆杂得特了 移植产生的个体。 培养 57[典题精练] [课堂巩固] 1.ACD 克隆北极狼的供体细胞来自野生北极 1.C 通常作为核移植受体细胞的是去核的卵母细 狼,卵母细胞来自发情期的母犬,因此性状由 胞处于减数第二次分裂中期,即为次级卯母细胞 野生北极狼、发情期的母犬的基因共同决定, 2.D 动物体细胞表现全能性的难易程度与其分化 比格犬只是代孕母体,不提供遗传物质,A错 程度有关,如分化程度低,表现全能性相对容易。 误;透明带下注射法不吸取供体细胞的细胞 3.B 后代丁的细胞核的遗传物质来自甲,细胞 核,操作简单且对供体细胞核损伤小,同时注 质的遗传物质来自乙,则丁的遗传性状由甲和 射的位置是卵母细胞外的透明带,然后诱导两 乙的遗传物质共同决定,A错误;动物细胞培 个细胞融合,对卵母细胞的损伤小,B正确;供 养中需要提供含95%空气(O。是细胞代谢所 体细胞注入卵母细胞透明带内后,还需要电融 必需的)和5%CO。(维持培养液的pH)的混合 合法等诱导才能使供体细胞进入卯母细胞形 气体,B正确;过程②常使用显微操作去核法对 成重构肠,C错误;细胞分裂、分化形成克隆肠 卵母细胞进行处理,C错误;过程③将激活后的 胎的过程是有丝分裂过程,而基因重组发生在 重组细胞培养至一定阶段后再移植,D错误。 减数分裂过程,D错误 4.CD“三亲婴儿”的细胞核基因一半来自母亲, 2.D 体细胞在进行体外培养时,会发生贴壁生 一半来自父亲,线粒体基因来自卵母细胞捐献 长和接触抑制的现象,A正确;MII中期的卯母 者,所以“三亲婴儿”同时拥有自己父亲、母亲及 细胞细胞质中含有能促进细胞核全能性表达 卵母细胞捐献者的部分基因,A正确;“三亲婴 的物质,B正确;通过电融合法可以使两细胞融 儿”的质基因来自捐献者的卵母细胞,能避免 合,供体核进入卯母细胞,C正确:肠胎移植时 “三体婴儿”携带母亲细胞质中的致病基因, 应先将重组细胞培养成早期肠胎,再把早期肠 B正确;从体内采集的精子需进行“获能”处理 胎移入代孕母牛的子宫,D错误。 后才能用于体外受精,C错误;国家不能筛选胎 探究点二 [情境探究] 儿的性别,则不能选择X精子或Y精子, (1)诱导(激发)体细胞核表现全能性 D错误。 (2)遗传物质(性状)基本相同 5.解析 (1)常用蛋白晦或胶原蛋白晦处理动 (3)提示 在研究方面,克隆动物基因组重新 物组织细胞使其分散开来。(4)生物的性状是 编程的机制尚不清楚,克隆技术效率低,克隆 由细胞核基因和细胞质基因共同作用的结果, 动物畸形率高、死亡率高、易出现早衰等问题。 同时,生物的性状还受环境的影响,因此,克隆 这些问题尚在研究中。在应用上,生产克隆动 动物不可能是供体奶牛100%的复制品。 物费用昂贵,距大规模应用还有一定距离。 (5)该克隆动物的培育过程中涉及动物细胞核 [典题精练] 移植、动物细胞培养等技术。转基因奶牛克隆 3.D 利用体细胞克隆技术可加速家畜遗传改良 成功,说明了高度分化的动物体细胞的细胞核 进程,促进优良畜群繁育,A正确;转基因克隆 具有全能性 动物的组织和器官可以作为移植治疗的供体, 答案(1)蛋白(或胶原蛋白) (2)有丝分裂 B正确;转基因克隆动物可以作为生物反应器 (3)使克隆出的动物个体的遗传物质儿平全部 生产珍贵的医用蛋白,C正确:动物细胞核移植 来自供体细胞 (4)生物的性状受细胞核基因 技术体现了动物细胞核具有全能性,D错误。 和细胞质基因共同控制;生物的性状还受环境 4.D 过程①将成纤维细胞注射到去核的卯母细 因素的影响 (5)动物细胞核移植、动物细胞 胞中,未体现细胞膜的选择透过性,A错误;在 培养 体细胞的细胞核 培养细胞时需在培养基中加入一定量的动物 第3节 肠胎工程 血清,其作用是模拟内环境和补充未知的缺少 的营养物质,激发成纤维细胞核全能性的是卵 第1课时 肠胎工程的理论基础 细胞的细胞质中的物质,B错误;过程③进行同 课前预习·自主落实 步发情处理,是为肠胎移入受体提供相同的生 [梳理教材] 一、受精卵 早期肠胎细胞 理环境,C错误;猴子与人类的亲缘关系比小鼠 体外受精 近,与模型小鼠相比,模型猴更适合于研究人 二、3.M II期 多种晦 卵细胞膜 原核 类疾病的发病机理、研发诊治药物,D正确。 雄原核 第二极体 雌原核 随堂巩固·基础夯实 三、输卵管 透明带 增加 胎儿的各种组织 [课堂小结] 透明带内壁 胎盘和胎膜 囊肠腔 表面 肠胎细胞核移植 去核 重构肠 内肠层 [走近生活] 囊肠期,C错误;①是透明带,肠胎从透明带中 (③)/ (4)X (5)× (1)×(2)× 伸展出来的过程叫作孵化,D正确。 课堂探究·重难突破 4.D 囊肠的内细胞团将来可发育成胎儿的各种 探究点一 [情境探究] 组织,桑基肠内细胞团细胞未进行分化,细胞 (1)透明带反应 卵细胞膜反应 分化从囊肠期开始,A、B错误;囊肠期细胞分 (2)精子获能 输卵管 减数第二次分裂 化是基因选择性表达的结果,C错误;囊肠的进 (3)观察到两个极体或雌、雄原核 一步扩大会导致透明带的破裂,D正确。 (4)提示 细胞核中的遗传物质一半来自精 随堂巩固·基础夯实 子,一半来自卵细胞;细胞质中的遗传物质几 [课堂小结] 乎全部来自卵细胞。 合子 输卵管 原核 桑 滋养层 [微思考] [课堂巩固] 提示 体现了细胞膜具有进行细胞间的信息 1.C 精子获能是指精子在雌性生殖道发生相应 交流的功能。 的生理变化,使精子获得受精的能力,而不是获 [典题精练] 得能量,也不是精子获得尾部摆动所需的能量, 1.D 受精过程的顺序为:精子释放出多种晦,溶 C正确。 解卯细胞膜外的一些结构→卵细胞膜外的透 2.D 精子入卵后,卵细胞膜发生生理反应,拒绝 明带发生反应,阻止后来的精子进入透明带一 其他精子进入卯,A错误;刚刚排出的精子不 卵细胞膜反应→雌、雄原核的形成→雌、雄原核 能立即与卵子受精,必须在雌性动物的生殖道 相向移动,彼此靠近,核膜消失,形成受精卵。 发生相应的生理变化后,才能获得受精能力, 2.B 精子头部接触卵细胞膜时出现的反应是防 而不是获得能量,B错误;多数哺乱动物的第一 止多精入卯的第一道屏障,A正确;受精卵细胞 极体不进行减数分裂II,因而不会形成两个第 质中的遗传物质绝大部分来自卯细胞,一小部分 二极体,常以在透明带和卵细胞膜之间看到两 来自精子,B错误;精子入卯后,尾部脱离,只有 个极体或者雌、雄原核作为受精的标志 头部进入卵子,C正确;雄原核形成的同时,卯子 C错误。 完成减数分裂II,排出第二极体,D正确。 3.A 卵裂过程中细胞体积减小,有机物的总量 探究点二 [情境探究] 不断下降,A错误;桑甚肠期的细胞暂未分化, (1)桑肠 囊肠 滋养层 内细胞团 透明带 具有发育的全能性,B正确;卯裂过程是在透明 囊肠腔 带内完成的,进行的是有丝分裂,C正确;原肠 (2)提示 囊胁进一步扩大,会导致透明带破 肠期会形成内、外两个肠层,同时也会形成中 裂,肠胎从其中伸展出来,这一过程叫作孵化。 肠层和原肠腔,D正确。 孵化之前是桑甚肠和囊胁,在透明带中发育, 4.CD 肠胎发育是指从受精卵发育为成熟的胎 孵化之后将发育成原肠肠。 儿的过程,A错误;由受精卵形成囊肠的过程 (3)提示 肠胎发育过程中,开始出现细胞分 中进行了卵裂,细胞的数量不断增加,但肠胎 化的阶段是囊肠,细胞分化最显著的阶段是原 的总体积并不增加,故每个细胞的体积不断减 肠肠的三个肠层分化形成各种组织、器官。细 小,B错误;桑甚肠进一步发育,细胞开始出现 胞分化的原因是细胞内基因的选择性表达。 分化,逐渐形成囊,C正确;图中性成熟的个 (4)提示 卵裂期细胞中有机物减少,每个细 体是由精卵结合形成的受精卯发育而来的,属 胞中DNA的含量基本不变,细胞体积减小。 于有性生殖,D正确。 从受精卯到桑萎肠阶段胁胎总体积不变,但细 5.C 过程a表示卵裂形成I(桑甚肠),过程b表 胞数目增多,所以每个细胞体积减小;伴随细 示桑甚肠形成II(囊肠),这两个过程中细胞均 胞分裂,细胞数目增多,总DNA含量增多,但 需要消耗能量,故两个过程中肠胎中的有机物 每个细胞中DNA含量保持相对稳定;该过程 的含量均减少,A正确;桑甚肠含有的所有细 中有机物总量减少,因为细胞一直通过呼吸消 胞都是全能细胞,囊肠期的肠胎进一步发育, 耗有机物但不从外界吸收。 细胞逐渐分化,含有的内细胞团细胞为全能细 [典题精练] 胞,将来发育成胎儿的各种组织,B正确;I时 3.C 图中②是滋养层,将来发育成胎盘或胎膜, 期为桑甚肠期,C错误:图示过程中,细胞进行 A正确;③是内细胞团,将来发育成胎儿的各 有丝分裂,在分裂间期DNA复制的过程中,部 种组织,B正确;高等哺动物细胞分化开始于 分细胞中的遗传物质可能发生改变,D正确。