第2章 第4节 第1课时 哺乳动物胚胎发育的基本过程-（课件PPT+Word教案）【步步高】2024-2025学年高二生物学选择性必修第三册教师用书（苏教版2019）

第1课时 第二章 细胞工程 <<< 哺乳动物胚胎发育的基本过程 学习目标 1.简述精子和卵细胞的发生以及受精过程。 2.简述哺乳动物胚胎发育的基本过程。 内容索引 一、精子与卵细胞的发生和受精过程 二、胚胎发育的过程 课时对点练 精子与卵细胞的发生和受精过程 一 4 梳理　教材新知 1.精子的发生 (1)场所：哺乳动物睾丸的 。 (2)时期：动物个体 后。 (3)过程 初级 曲细精管 性成熟 变形 (4)营养供应：曲细精管的 。 (5)储存：精子形成后进入曲细精管的管腔中。 支持细胞 (6)精细胞的分化(变形)过程 ①主要变化 精细胞 细胞核→精子头的主要部分 高尔基体→头部的_____ →精子的尾 线粒体→聚集在中段形成_________ 精子 顶体 中心体 线粒体鞘 ②结构 线粒体鞘 2.卵细胞的发生及受精 (1)卵细胞发生开始的场所：在雌性动物的 中。 (2)过程 卵巢 第二极体 卵细胞 减数 第二次 (3)受精卵的形成： 逐渐融合，形成受精卵。 (4)受精作用完成的标志：当卵细胞质膜和透明带之间出现 、 时，表示受精作用已经完成。 雌、雄原核 两个极体 雌雄原核融合 (1)支持细胞可为精子的发生提供营养(　　) (2)线粒体发育成精子的尾(　　) 提示　中心体发育成精子的尾，线粒体形成线粒体鞘。 (3)受精作用完成的标志是雌雄原核融合(　　) √ × √ 判断正误 10 任务一：精子、卵细胞的发生及受精 1.精细胞变成精子的过程中(如图)，细胞中很多结构会消失，而细胞核和线粒体都保留下来，对这一现象怎样理解？为什么精子中的线粒体集中在尾的基部？ 探究　核心知识 提示　 细胞核和线粒体是精子的重要结构。其中，细胞核是遗传物质储存的主要场所，决定后代的遗传特性，参与受精过程；线粒体是精子有氧呼吸的主要场所，为精子的生命活动提供能量。线粒体集中在尾的基部有利于为精子的运动提供能量。 2.受精过程开始的标志和受精过程完结的标志分别是什么？ 提示　不能；一个精子穿入次级卵母细胞后，会立即引起透明带及细胞质膜发生一系列变化，形成阻止其他精子进入的屏障。 3.家畜每次射精排出的精子数以亿计，但是通常只有一个精子能够与卵子结合，这能说是一种浪费吗？受精过程中如何保证一个精子和一个卵细胞完成受精？ 提示　受精过程开始的标志是精子进入次级卵母细胞；完结的标志是雄原核和雌原核的融合。 提示　体现了细胞质膜具有进行细胞间信息交流的功能。 4.精子与卵细胞的结合，体现了细胞质膜具有什么功能？ 核心归纳 1.精子和卵细胞发生的比较 比较项目 精子发生 卵细胞发生 不 同 点 场所 睾丸的曲细精管(场所唯一) 卵巢(减数第一次分裂)、输卵管(减数第二次分裂)(场所不唯一) 时间 初情期(性成熟后)开始 性别分化后开始，卵泡(含初级卵母细胞)的形成和在卵巢内的储备，是在出生前(胎儿时期)完成的，减数第二次分裂是在精子和卵子的结合过程(即受精过程)中完成的 核心归纳 比较项目 精子发生 卵细胞发生 不同点 过程 特点 ①减数第一次分裂和减数第二次分裂是连续的，需变形； ②细胞质均等分配 ①减数第一次分裂和减数第二次分裂是不连续的，不需要变形； ②细胞质不均等分配(第一极体除外) 结果 形成4个精子 形成1个卵细胞和3个极体 相同点 ①原始生殖细胞的增殖方式为有丝分裂； ②生殖细胞的成熟为减数分裂； ③成熟过程均经一次染色体复制和两次细胞分裂，子细胞中染色体数目减半 核心归纳 2.受精过程 1.分析图示，判断不是精子、卵子发生的区别的一项是 落实　思维方法 A.初级精母细胞、初级卵母细胞的形成时间 B.减数第一次分裂和减数第二次分裂的时间连续性 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目 √ 初级精母细胞是雄性动物性成熟后，由精原细胞分裂形成的，而初级卵母细胞是在胎儿期形成的；产生精子的减数第一次分裂和减数第二次分裂连续进行，产生卵子时通过减数第一次分裂形成次级卵母细胞，在精子与卵子的结合过程中完成减数第二次分裂；精子的形成需要变形，卵子的形成不需要变形；成熟的精子和卵子均经过减数分裂形成，含有的染色体的数目都相当于亲本体细胞染色体数目的一半。 2.(多选)下列关于高等哺乳动物受精过程的叙述，不正确的是 A.透明带及卵细胞质膜反应是阻止多精入卵的屏障 B.受精卵中的细胞质主要来自卵子 C.精子进入初级卵母细胞标志着受精作用的开始 D.精子入卵后立即与卵细胞核发生融合并马上开始有丝分裂 √ √ 精子进入次级卵母细胞标志着受精作用的开始，C错误； 精子入卵后，形成一个新的核即雄原核，同时被激活的卵子完成减数第二次分裂，形成雌原核并排出第二极体，雌、雄原核融合形成受精卵后才开始有丝分裂，D错误。 胚胎发育的过程 二 21 1.概念：哺乳动物的胚胎发育是指 发育成 的过程，包括_____ ____、 、 等主要发育阶段。 2.人体胚胎发育的基本过程 梳理　教材新知 受精卵 幼体 桑椹 胚 囊胚 原肠胚 阶段 时间 发育场所 过程 胚卵期 从受精完成至第1周末 _______ 受精卵 实心细胞团(桑 椹胚) _____ 胚胎期 从第2周开始至第8周 _____ 囊胚壁→ ；囊胚的内细胞团→ 的胚盘→三胚层的_______ 输卵管 囊胚 着床 子宫 滋养层 二胚层 原肠胚 阶段 时间 发育场所 过程 胎儿期 从第9周至第12周 子宫 胎儿 占优势，躯体长高，脑部继续增长，眼睑闭合，眼内出现 ，从 可辨性别 从第13周至第16周 胎儿 变得突出，一般感觉器官分化， 伸出，出现闭眼和吸吮的动作 从第17周至第20周 出现 和 ，胎毛覆盖_____ 21周后 胎儿继续发育直至_____ 头部 视网膜 外生殖器 小脑 耳郭 睫毛 眉毛 皮肤 出生 3.从优生的角度出发，为了最大限度地避免具有遗传缺陷的胎儿出生，在妊娠期间，可通过 确保优生。 产前检查和产前诊断 (1)胚胎发育早期的细胞分裂方式包括有丝分裂和减数分裂(　　) 提示　胚胎发育早期的细胞分裂方式是有丝分裂，没有减数分裂。 × (2)滋养层细胞由囊胚壁发育而来(　　) (3)胚胎发育过程中开始分化的阶段是原肠胚期(　　) 提示　胚胎发育过程中开始分化的阶段是囊胚期。 √ × 判断正误 25 (4)囊胚内的内细胞团将来发育成胎盘和胎膜(　　) 提示　囊胚内的滋养层将来发育成胎盘和胎膜。 × (5)胚胎发育的场所是输卵管(　　) 提示　胚胎发育的场所是输卵管和子宫。 × 判断正误 26 任务二：胚胎发育的过程 如图是哺乳动物受精卵发育的不同阶段，回答下列问题： (1)受精卵早期分裂(卵裂)时，在透明带内进行，表现出什么特点？ 探究　核心知识 提示　细胞进行有丝分裂，细胞的数量增加，但是胚胎的总体积不增加，或略有缩小。 (2)开始出现分化的时期是哪个(标号与名称)？其中未分化的部分是哪部分？ 提示　开始出现分化的时期是②囊胚。内细胞团未分化。 (3)③为什么时期，有什么特点？ 提示　③为原肠胚，分化出现三个胚层，有原肠腔。 核心归纳 早期胚胎(卵裂)发育时，胚胎中细胞物质变化规律 项目 变化 细胞数目 增多 每个细胞体积 减小 DNA总量 增多 每个细胞内的DNA总量 不变 有机物总量 减少 物质种类 增多 3.下列关于哺乳动物胚胎发育的叙述，正确的是 A.指受精卵发育成成体的过程 B.包括桑椹胚、囊胚、原肠胚、胚层分化和胚体形成等主要阶段 C.整个胚胎发育过程可分为胚胎期和胎儿期两个阶段 D.囊胚植入子宫内膜，胚胎期结束，进入胎儿期 √ 落实　思维方法 胚胎发育是指受精卵发育成幼体的过程，包括桑椹胚、囊胚、原肠胚、胚层分化和胚体形成等主要阶段，A错误，B正确； 整个胚胎发育过程包括胚卵期、胚胎期和胎儿期三个阶段，C错误； 囊胚植入子宫内膜标志着胚卵期结束，胚胎期开始，D错误。 4.如图甲为受精作用的过程以及早期胚胎发育示意图，图乙表示早期胚胎发育的某个时期。下列叙述正确的是 A.自然条件下，过程①在哺乳动物的子宫内进行且每次只形成一个受精卵 B.过程②细胞数量增加，胚胎的总体积和细胞内遗传物质几乎不变 C.随着胚胎逐步扩大，结构⑥破裂，胚胎从其中伸展出来，植入子宫内膜 D.图乙处于图甲中的a时期，细胞⑦将来发育成胎儿的胎膜和胎盘 √ 过程①表示受精，自然条件下该过程在哺乳动物的输卵管内进行，A错误； 过程②(在透明带内进行)表示细胞通过有丝分裂数量增加，有丝分裂过程细胞中的遗传物质几乎不变，胚胎的总体积几乎不变，B正确； 胚胎发育到囊胚阶段，囊胚进一步扩大，会导致结构⑤(透明带)破裂，胚胎从其中伸展出来，植入子宫内膜，C错误； 图乙为囊胚期，处于图甲中的a时期，细胞⑦为内细胞团，将来发育成胎儿的各种组织，D错误。 网络构建 课时对点练 三 35 题组一　精子与卵细胞的发生以及受精过程 1.如图为精子的亚显微结构模式图。下列有关精子发生的叙述中，不正确的是 A.精子发生是连续的，始于性成熟后 B.图中①是由高尔基体发育形成的 C.发育形成图中④的细胞器在植物细胞中不存在 D.精子的遗传物质存在于图中的②和③ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 对点训练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 精子的发生是从性成熟后开始，经过减数第一次分 裂和减数第二次分裂两次连续分裂再经变形而形成 的，A正确； 图中①是顶体，是由高尔基体发育形成的，B正确； 发育形成图中④的细胞器为中心体，中心体在低等植物细胞中也存在，C错误； 精子的遗传物质存在于图中的②(细胞核)和③(线粒体)，D正确。 对点训练 2.哺乳动物次级卵母细胞的减数第二次分裂完成于 A.排卵前，在卵巢内 B.受精前，在输卵管内 C.排卵后，在腹腔内 D.受精时，在输卵管内 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 对点训练 3.(2024·泰州高二期末)如图为某种哺乳动物精子的顶体反应及受精示意图，下列有关说法不正确的是 A.不同动物排出的卵子均发育到减数第 二次分裂中期 B.顶体释放的酶有利于精子接触到卵细 胞质膜 C.精子入卵后卵细胞质膜发生反应阻止多精入卵 D.图中受精过程结束后共产生三个第二极体 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 对点训练 排卵是指卵子从卵泡中排出，排出的卵 子尚未成熟，不同种动物排出的卵子成 熟程度不同，马、犬等排出的是初级卵 母细胞，猪、羊等排出的是次级卵母细 胞，A错误； 顶体释放的酶能够溶解卵丘细胞之间的物质，有利于精子接触到卵细胞质膜，B正确； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 对点训练 精子入卵后，卵细胞质膜发生反应防止多精入卵，C正确； 图中极体正在分裂，次级卵母细胞受精后也会分裂产生一个极体，所以图中受精过程结束后共产生三个第二极体，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 对点训练 4.下列有关精子和卵细胞的发生以及受精作用的叙述，错误的是 A.受精过程开始的标志是精子进入次级卵母细胞 B.防止多精入卵的两道屏障是顶体反应和卵细胞质膜反应 C.精子的发生是依附在支持细胞上进行的 D.精子细胞质膜与卵子细胞质膜的融合依靠了细胞质膜的结构特点 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 一个精子穿入次级卵母细胞后，会立即引起透明带及卵细胞质膜发生一系列变化，形成阻止其他精子进入的屏障，B错误。 对点训练 题组二　胚胎发育的过程 5.以下关于桑椹胚、囊胚、原肠胚的说法，不正确的是 A.内细胞团出现的时期是囊胚期 B.囊胚期的细胞出现了细胞分化，其原因是细胞中的遗传物质发生了变化 C.桑椹胚期之前的细胞均未出现细胞分化 D.原肠胚的外胚层由内细胞团的表层细胞形成 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 √ 对点训练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 囊胚期的细胞出现了分化，形成滋养层和内细胞团，其原因是细胞中基因的选择性表达，遗传物质并未发生改变，B错误。 对点训练 6.高等哺乳动物受精后不久，受精卵开始进行细胞分裂、分化，最后发育成一个完整的幼体，完成胚胎发育的全过程。下列有关叙述错误的是 A.高等哺乳动物胚胎发育经历的时期是受精卵→囊胚期 →桑椹胚→原肠胚期→幼体，其中最关键的时期是原 肠胚期 B.高等哺乳动物胚胎发育中的细胞分化开始于囊胚期，终止于生命结束 C.图示是胚胎发育过程中囊胚期示意图，其中③为内细胞团 D.图示时期植入子宫内膜称为着床 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 √ 对点训练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 高等哺乳动物胚胎发育经历的时期是受精卵→桑椹胚→囊胚期→原肠胚期→幼体，A错误。 对点训练 7.下列关于哺乳动物胚胎发育的叙述，错误的是 A.胚胎发育至囊胚期即开始了细胞分化，细胞分化是基因选择性表达的 结果 B.胚胎发育至原肠胚时期开始了细胞分化，细胞分化是基因选择性表达 的结果 C.三个胚层细胞与滋养层细胞相比，DNA相同，mRNA不完全相同 D.原肠胚的三胚层可发育为各种器官的原基 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 对点训练 细胞分化出现在囊胚期，而细胞分化的根本原因是基因的选择性表达，A正确，B错误； 三个胚层和滋养层细胞都是由受精卵发育而来的，所以其DNA相同，但由于基因的选择性表达，mRNA不完全相同，C正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 对点训练 8.图1表示某雄性高等动物的个体发育过程；图2表示蛙的受精卵发育至囊胚过程中几项指标的变化趋势。下列相关叙述错误的是 A.桑椹胚和囊胚中含有的细胞都具有全能性 B.图1中“受精卵→幼体”过程，细胞增殖 方式是有丝分裂 C.图2中能正确表示相关指标变化的是①④ D.在卵裂阶段，胚胎中有机物种类是增加的 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 对点训练 桑椹胚细胞都具有全能性，但囊胚中只有内细胞团才具有全能性，滋养层细胞无全能性，A错误； 在雄性幼体形成的过程中，细胞增殖方式只有有丝分裂，性成熟后才能进行减数分裂，B正确； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 对点训练 在卵裂阶段，胚胎的总体积基本不变，但细胞的数量是增加的，所以DNA总量是增加的，所有细胞核质比是增加的，所有细胞的体积之和基本不变，由于细胞每时每刻都需要进行细胞呼吸，所以有机物总量是降低的，C正确； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 对点训练 由于在细胞呼吸过程中会产生更多种类的中间代谢物，另外，细胞分化也会产生新物质，所以胚胎中有机物的种类是增加的，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 对点训练 9.如表为不同动物受精卵发育成胚胎进入子宫的时间(小时)，分析表格，下列叙述错误的是 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 动物种类 发育阶段 2细胞 4细胞 8细胞 16细胞 桑椹胚 进入子宫时受精卵的发育时间(天) 小鼠 24～38 38～50 50～60 60～70 68～80 3 牛 27～42 44～65 46～90 96～120 120～144 4～5 马 24 30～36 50～60 72 98～106 6 对点训练 A.小鼠胚胎进入子宫时的发育程度比牛的高 B.体外将马胚胎移植到子宫时选择16细胞阶段 C.受精卵发育的阶段顺序为2→4→8→16→桑椹胚 D.2→4→8→16细胞发育阶段进行的是有丝分裂 √ 动物种类 发育阶段 2细胞 4细胞 8细胞 16细胞 桑椹胚 进入子宫时受精卵的发育时间(天) 小鼠 24～38 38～50 50～60 60～70 68～80 3 牛 27～42 44～65 46～90 96～120 120～144 4～5 马 24 30～36 50～60 72 98～106 6 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 对点训练 小鼠胚胎在发育3天进入子宫，此时处于桑椹胚时期，牛胚胎在发育4～5天进入子宫，此时处于16细胞时期，故小鼠胚胎进入子宫时的发育程度比牛的高，A正确； 马胚胎在发育6天进入子宫，此时大概处于囊胚期，故体外将马胚胎移植到子宫时选择囊胚期，B错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 对点训练 10.(2024·盐城高二期中)目前发现的双胞胎有同卵双胞胎、异卵双胞胎和“半同卵双胞胎”。1对“半同卵小姐弟双胞胎”形成过程如图所示，图中染色单体分离后分别移向细胞的三个不同方向，从而分裂成a、b、c三个细胞，染色体全部来自父系的“合子” 致死。其中两个细胞发育成姐弟二人。 下列说法正确的是 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 综合强化 A.受精卵发育为桑椹胚的过程是在透明 带内完成的，透明带破裂后进入囊胚 期阶段 B.图中卵子发育到减数第一次分裂 C.若细胞a的染色体组成为MP1，则细胞b的染色体组成为MP2 D.这对双胞胎来源于母亲的染色体相同，来源于父亲的染色体也相同 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 √ 综合强化 受精卵发育为桑椹胚的过程是在透明 带内完成的，到囊胚期时，囊胚进一 步扩大，会导致透明带破裂，A错误； 卵子发育到减数第二次分裂中期才具 备受精的能力，故图中卵子发育到减数第二次分裂，B错误； 来自母系的染色体为M，来自父系的染色体为P1、P2，经过复制后，染色体进行组合，若细胞a的染色体组成为MP1，细胞c的染色体均来自父亲，其染色体组成为P1P2，则细胞b的染色体组成为MP2，C正确； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 综合强化 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 细胞a的染色体组成为MP1，细胞b的染色体组成为MP2，且这对双胞胎发育为姐弟二人，故来源于父亲的性染色体不同，D错误。 综合强化 11.(多选)下列有关哺乳动物精子、卵细胞的发生及受精作用的叙述，正确的是 A.卵细胞质膜反应是防止多精入卵的唯一屏障 B.卵细胞形成的过程需在卵巢和输卵管内完成 C.卵细胞发生时，减数第一次分裂和减数第二次分裂过程是不连续的， 但细胞质均等分配 D.精子和卵细胞结合的过程中，卵细胞完成减数第二次分裂 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 √ 综合强化 透明带反应也是防止多精入卵的一道屏障，A错误； 卵细胞形成时的减数第一次分裂过程在卵巢内完成，减数第二次分裂过程在输卵管内完成，B正确； 卵细胞发生时，减数第一次分裂和减数第二次分裂过程是不连续的，初级卵母细胞和次级卵母细胞的细胞质不均等分配，C错误； 精子和卵细胞结合的过程中，卵子完成减数第二次分裂，形成雌原核，并排出第二极体，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 综合强化 12.(多选)软体动物卵裂初期会从受精卵的植物极形成一个暂时性的细胞质突起，称为极叶(如图所示)。若人工将极叶除去，发育成的个体在足、眼等处有缺陷。以下相关叙述不正确的是 A.极叶是减数分裂中细胞质不均分的 结果 B.本实验说明细胞质对细胞分化有重 要作用 C.受精卵卵裂初期的营养物质主要来源于培养液 D.该受精卵在卵裂过程中其细胞核内进行DNA的复制和相关蛋白质的合成 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 √ √ 综合强化 由题意可知，极叶是软体动物卵裂 初期从受精卵的植物极形成的一个 暂时性的细胞质突起，故卵裂的方 式是有丝分裂，A错误； 若人工将极叶除去，发育成的个体在足、眼等处有缺陷，故本实验说明细胞质对细胞分化有重要作用，B正确； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 综合强化 卵细胞体积大，营养物质丰富，可 为受精卵的发育提供营养物质，故 受精卵卵裂初期的营养物质应来源 于细胞质基质，C错误； 蛋白质的合成在细胞质而非细胞核，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 综合强化 13.如图1为某哺乳动物精子和卵细胞发生和成熟的过程示意图，图2表示的是精子和卵子相遇，回答下列相关问题： (1)图1中②代表的过程是__________。 (2)图1中完成过程④，卵子必须达到_____ ____________时期。 (3)受精是_________________________的过程。自然条件下，哺乳动物的受精在___ _____内完成。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 减数分裂 减数 第二次分裂 精子与卵细胞结合形成合子 输 卵管 综合强化 (4)图2中，精子与卵子相遇，多种酶释放出来，可直接溶解________________________，同时借助自身的运动接触卵细胞质膜。当精子触及卵细胞质膜的瞬间，卵细胞质膜外的________会迅速 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 发生反应，阻止后来的精子进入。精子入卵后，____________也会立即发生生理反应，拒绝其他精子再入卵。 卵细胞质膜外的一些结构 透明带 卵细胞质膜 综合强化 14.由一个受精卵发育成一个多细胞生物体，是生物界最为复杂的过程之一，在这个过程中，胚胎发育是一个复杂而重要的生理过程。请回答下列有关哺乳动物胚胎发育的问题： (1)人的胚胎发育过程可依次分为_________、_________和_________三个时期。 (2)囊胚是胚胎发育过程中形成的一种结构，是由_________直接发育而来的。囊胚植入子宫内膜后，其__________逐渐发育形成胚盘，胚盘进一步发育为______，最终发育为幼体。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 胚卵期 胚胎期 胎儿期 桑椹胚 内细胞团 胚体 综合强化 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 (3)胚胎发育是一个细胞不断分裂和分化的过程，该过程包括________、囊胚、________、胚层分化和______形成等主要阶段。 桑椹胚 原肠胚 胚体 综合强化 第二章 细胞工程 <<< 精原细胞―→ 精母细胞精细胞精子 $$ 第四节　胚胎工程及其应用 第1课时　哺乳动物胚胎发育的基本过程 [学习目标]　1.简述精子和卵细胞的发生以及受精过程。2.简述哺乳动物胚胎发育的基本过程。 一、精子与卵细胞的发生和受精过程 1．精子的发生 (1)场所：哺乳动物睾丸的曲细精管。 (2)时期：动物个体性成熟后。 (3)过程 精原细胞―→初级精母细胞精细胞精子 (4)营养供应：曲细精管的支持细胞。 (5)储存：精子形成后进入曲细精管的管腔中。 (6)精细胞的分化(变形)过程 ①主要变化 精细胞精子 ②结构 2．卵细胞的发生及受精 (1)卵细胞发生开始的场所：在雌性动物的卵巢中。 (2)过程 (3)受精卵的形成：雌、雄原核逐渐融合，形成受精卵。 (4)受精作用完成的标志：当卵细胞质膜和透明带之间出现两个极体、雌雄原核融合时，表示受精作用已经完成。 判断正误 (1)支持细胞可为精子的发生提供营养(　　) (2)线粒体发育成精子的尾(　　) (3)受精作用完成的标志是雌雄原核融合(　　) 答案　(1)√　(2)×　(3)√ 提示　(2)中心体发育成精子的尾，线粒体形成线粒体鞘。 任务一：精子、卵细胞的发生及受精 1．精细胞变成精子的过程中(如图)，细胞中很多结构会消失，而细胞核和线粒体都保留下来，对这一现象怎样理解？为什么精子中的线粒体集中在尾的基部？ 提示　 细胞核和线粒体是精子的重要结构。其中，细胞核是遗传物质储存的主要场所，决定后代的遗传特性，参与受精过程；线粒体是精子有氧呼吸的主要场所，为精子的生命活动提供能量。线粒体集中在尾的基部有利于为精子的运动提供能量。 2．受精过程开始的标志和受精过程完结的标志分别是什么？ 提示　受精过程开始的标志是精子进入次级卵母细胞；完结的标志是雄原核和雌原核的融合。 3．家畜每次射精排出的精子数以亿计，但是通常只有一个精子能够与卵子结合，这能说是一种浪费吗？受精过程中如何保证一个精子和一个卵细胞完成受精？ 提示　不能；一个精子穿入次级卵母细胞后，会立即引起透明带及细胞质膜发生一系列变化，形成阻止其他精子进入的屏障。 4．精子与卵细胞的结合，体现了细胞质膜具有什么功能？ 提示　体现了细胞质膜具有进行细胞间信息交流的功能。 1．精子和卵细胞发生的比较 比较项目 精子发生 卵细胞发生 不同点 场所 睾丸的曲细精管(场所唯一) 卵巢(减数第一次分裂)、输卵管(减数第二次分裂)(场所不唯一) 时间 初情期(性成熟后)开始 性别分化后开始，卵泡(含初级卵母细胞)的形成和在卵巢内的储备，是在出生前(胎儿时期)完成的，减数第二次分裂是在精子和卵子的结合过程(即受精过程)中完成的 过程特点 ①减数第一次分裂和减数第二次分裂是连续的，需变形； ②细胞质均等分配 ①减数第一次分裂和减数第二次分裂是不连续的，不需要变形； ②细胞质不均等分配(第一极体除外) 结果 形成4个精子 形成1个卵细胞和3个极体 相同点 ①原始生殖细胞的增殖方式为有丝分裂； ②生殖细胞的成熟为减数分裂； ③成熟过程均经一次染色体复制和两次细胞分裂，子细胞中染色体数目减半 2.受精过程 1．分析图示，判断不是精子、卵子发生的区别的一项是(　　) A．初级精母细胞、初级卵母细胞的形成时间 B．减数第一次分裂和减数第二次分裂的时间连续性 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目 答案　D 解析　初级精母细胞是雄性动物性成熟后，由精原细胞分裂形成的，而初级卵母细胞是在胎儿期形成的；产生精子的减数第一次分裂和减数第二次分裂连续进行，产生卵子时通过减数第一次分裂形成次级卵母细胞，在精子与卵子的结合过程中完成减数第二次分裂；精子的形成需要变形，卵子的形成不需要变形；成熟的精子和卵子均经过减数分裂形成，含有的染色体的数目都相当于亲本体细胞染色体数目的一半。 2．(多选)下列关于高等哺乳动物受精过程的叙述，不正确的是(　　) A．透明带及卵细胞质膜反应是阻止多精入卵的屏障 B．受精卵中的细胞质主要来自卵子 C．精子进入初级卵母细胞标志着受精作用的开始 D．精子入卵后立即与卵细胞核发生融合并马上开始有丝分裂 答案　CD 解析　精子进入次级卵母细胞标志着受精作用的开始，C错误；精子入卵后，形成一个新的核即雄原核，同时被激活的卵子完成减数第二次分裂，形成雌原核并排出第二极体，雌、雄原核融合形成受精卵后才开始有丝分裂，D错误。 二、胚胎发育的过程 1．概念：哺乳动物的胚胎发育是指受精卵发育成幼体的过程，包括桑椹胚、囊胚、原肠胚等主要发育阶段。 2．人体胚胎发育的基本过程 阶段 时间 发育场所 过程 胚卵期 从受精完成至第1周末 输卵管 受精卵实心细胞团(桑椹胚)囊胚着床 胚胎期 从第2周开始至第8周 子宫 囊胚壁→滋养层；囊胚的内细胞团→二胚层的胚盘→三胚层的原肠胚 胎儿期 从第9周至第12周 子宫 胎儿头部占优势，躯体长高，脑部继续增长，眼睑闭合，眼内出现视网膜，从外生殖器可辨性别 从第13周至第16周 胎儿小脑变得突出，一般感觉器官分化，耳郭伸出，出现闭眼和吸吮的动作 从第17周至第20周 出现睫毛和眉毛，胎毛覆盖皮肤 21周后 胎儿继续发育直至出生 3.从优生的角度出发，为了最大限度地避免具有遗传缺陷的胎儿出生，在妊娠期间，可通过产前检查和产前诊断确保优生。 判断正误 (1)胚胎发育早期的细胞分裂方式包括有丝分裂和减数分裂(　　) (2)滋养层细胞由囊胚壁发育而来(　　) (3)胚胎发育过程中开始分化的阶段是原肠胚期(　　) (4)囊胚内的内细胞团将来发育成胎盘和胎膜(　　) (5)胚胎发育的场所是输卵管(　　) 答案　(1)×　(2)√　(3)×　(4)×　(5)× 提示　(1)胚胎发育早期的细胞分裂方式是有丝分裂，没有减数分裂。(3)胚胎发育过程中开始分化的阶段是囊胚期。(4)囊胚内的滋养层将来发育成胎盘和胎膜。(5)胚胎发育的场所是输卵管和子宫。 任务二：胚胎发育的过程 如图是哺乳动物受精卵发育的不同阶段，回答下列问题： (1)受精卵早期分裂(卵裂)时，在透明带内进行，表现出什么特点？ 提示　细胞进行有丝分裂，细胞的数量增加，但是胚胎的总体积不增加，或略有缩小。 (2)开始出现分化的时期是哪个(标号与名称)？其中未分化的部分是哪部分？ 提示　开始出现分化的时期是②囊胚。内细胞团未分化。 (3)③为什么时期，有什么特点？ 提示　③为原肠胚，分化出现三个胚层，有原肠腔。 　早期胚胎(卵裂)发育时，胚胎中细胞物质变化规律 项目 变化 细胞数目 增多 每个细胞体积 减小 DNA总量 增多 每个细胞内的DNA总量 不变 有机物总量 减少 物质种类 增多 3．下列关于哺乳动物胚胎发育的叙述，正确的是(　　) A．指受精卵发育成成体的过程 B．包括桑椹胚、囊胚、原肠胚、胚层分化和胚体形成等主要阶段 C．整个胚胎发育过程可分为胚胎期和胎儿期两个阶段 D．囊胚植入子宫内膜，胚胎期结束，进入胎儿期 答案　B 解析　胚胎发育是指受精卵发育成幼体的过程，包括桑椹胚、囊胚、原肠胚、胚层分化和胚体形成等主要阶段，A错误，B正确；整个胚胎发育过程包括胚卵期、胚胎期和胎儿期三个阶段，C错误；囊胚植入子宫内膜标志着胚卵期结束，胚胎期开始，D错误。 4．如图甲为受精作用的过程以及早期胚胎发育示意图，图乙表示早期胚胎发育的某个时期。下列叙述正确的是(　　) A．自然条件下，过程①在哺乳动物的子宫内进行且每次只形成一个受精卵 B．过程②细胞数量增加，胚胎的总体积和细胞内遗传物质几乎不变 C．随着胚胎逐步扩大，结构⑥破裂，胚胎从其中伸展出来，植入子宫内膜 D．图乙处于图甲中的a时期，细胞⑦将来发育成胎儿的胎膜和胎盘 答案　B 解析　过程①表示受精，自然条件下该过程在哺乳动物的输卵管内进行，A错误；过程②(在透明带内进行)表示细胞通过有丝分裂数量增加，有丝分裂过程细胞中的遗传物质几乎不变，胚胎的总体积几乎不变，B正确；胚胎发育到囊胚阶段，囊胚进一步扩大，会导致结构⑤(透明带)破裂，胚胎从其中伸展出来，植入子宫内膜，C错误；图乙为囊胚期，处于图甲中的a时期，细胞⑦为内细胞团，将来发育成胎儿的各种组织，D错误。 课时对点练　[分值：100分] 第1～4题，每题5分；第5～12题，每题6分，共68分。 题组一　精子与卵细胞的发生以及受精过程 1．如图为精子的亚显微结构模式图。下列有关精子发生的叙述中，不正确的是(　　) A．精子发生是连续的，始于性成熟后 B．图中①是由高尔基体发育形成的 C．发育形成图中④的细胞器在植物细胞中不存在 D．精子的遗传物质存在于图中的②和③ 答案　C 解析　精子的发生是从性成熟后开始，经过减数第一次分裂和减数第二次分裂两次连续分裂再经变形而形成的，A正确；图中①是顶体，是由高尔基体发育形成的，B正确；发育形成图中④的细胞器为中心体，中心体在低等植物细胞中也存在，C错误；精子的遗传物质存在于图中的②(细胞核)和③(线粒体)，D正确。 2．哺乳动物次级卵母细胞的减数第二次分裂完成于(　　) A．排卵前，在卵巢内 B．受精前，在输卵管内 C．排卵后，在腹腔内 D．受精时，在输卵管内 答案　D 3．(2024·泰州高二期末)如图为某种哺乳动物精子的顶体反应及受精示意图，下列有关说法不正确的是(　　) A．不同动物排出的卵子均发育到减数第二次分裂中期 B．顶体释放的酶有利于精子接触到卵细胞质膜 C．精子入卵后卵细胞质膜发生反应阻止多精入卵 D．图中受精过程结束后共产生三个第二极体 答案　A 解析　排卵是指卵子从卵泡中排出，排出的卵子尚未成熟，不同种动物排出的卵子成熟程度不同，马、犬等排出的是初级卵母细胞，猪、羊等排出的是次级卵母细胞，A错误；顶体释放的酶能够溶解卵丘细胞之间的物质，有利于精子接触到卵细胞质膜，B正确；精子入卵后，卵细胞质膜发生反应防止多精入卵，C正确；图中极体正在分裂，次级卵母细胞受精后也会分裂产生一个极体，所以图中受精过程结束后共产生三个第二极体，D正确。 4．下列有关精子和卵细胞的发生以及受精作用的叙述，错误的是(　　) A．受精过程开始的标志是精子进入次级卵母细胞 B．防止多精入卵的两道屏障是顶体反应和卵细胞质膜反应 C．精子的发生是依附在支持细胞上进行的 D．精子细胞质膜与卵子细胞质膜的融合依靠了细胞质膜的结构特点 答案　B 解析　一个精子穿入次级卵母细胞后，会立即引起透明带及卵细胞质膜发生一系列变化，形成阻止其他精子进入的屏障，B错误。 题组二　胚胎发育的过程 5．以下关于桑椹胚、囊胚、原肠胚的说法，不正确的是(　　) A．内细胞团出现的时期是囊胚期 B．囊胚期的细胞出现了细胞分化，其原因是细胞中的遗传物质发生了变化 C．桑椹胚期之前的细胞均未出现细胞分化 D．原肠胚的外胚层由内细胞团的表层细胞形成 答案　B 解析　囊胚期的细胞出现了分化，形成滋养层和内细胞团，其原因是细胞中基因的选择性表达，遗传物质并未发生改变，B错误。 6．高等哺乳动物受精后不久，受精卵开始进行细胞分裂、分化，最后发育成一个完整的幼体，完成胚胎发育的全过程。下列有关叙述错误的是(　　) A．高等哺乳动物胚胎发育经历的时期是受精卵→囊胚期→桑椹胚→原肠胚期→幼体，其中最关键的时期是原肠胚期 B．高等哺乳动物胚胎发育中的细胞分化开始于囊胚期，终止于生命结束 C．图示是胚胎发育过程中囊胚期示意图，其中③为内细胞团 D．图示时期植入子宫内膜称为着床 答案　A 解析　高等哺乳动物胚胎发育经历的时期是受精卵→桑椹胚→囊胚期→原肠胚期→幼体，A错误。 7．下列关于哺乳动物胚胎发育的叙述，错误的是(　　) A．胚胎发育至囊胚期即开始了细胞分化，细胞分化是基因选择性表达的结果 B．胚胎发育至原肠胚时期开始了细胞分化，细胞分化是基因选择性表达的结果 C．三个胚层细胞与滋养层细胞相比，DNA相同，mRNA不完全相同 D．原肠胚的三胚层可发育为各种器官的原基 答案　B 解析　细胞分化出现在囊胚期，而细胞分化的根本原因是基因的选择性表达，A正确，B错误；三个胚层和滋养层细胞都是由受精卵发育而来的，所以其DNA相同，但由于基因的选择性表达，mRNA不完全相同，C正确。 8．图1表示某雄性高等动物的个体发育过程；图2表示蛙的受精卵发育至囊胚过程中几项指标的变化趋势。下列相关叙述错误的是(　　) A．桑椹胚和囊胚中含有的细胞都具有全能性 B．图1中“受精卵→幼体”过程，细胞增殖方式是有丝分裂 C．图2中能正确表示相关指标变化的是①④ D．在卵裂阶段，胚胎中有机物种类是增加的 答案　A 解析　桑椹胚细胞都具有全能性，但囊胚中只有内细胞团才具有全能性，滋养层细胞无全能性，A错误；在雄性幼体形成的过程中，细胞增殖方式只有有丝分裂，性成熟后才能进行减数分裂，B正确；在卵裂阶段，胚胎的总体积基本不变，但细胞的数量是增加的，所以DNA总量是增加的，所有细胞核质比是增加的，所有细胞的体积之和基本不变，由于细胞每时每刻都需要进行细胞呼吸，所以有机物总量是降低的，C正确；由于在细胞呼吸过程中会产生更多种类的中间代谢物，另外，细胞分化也会产生新物质，所以胚胎中有机物的种类是增加的，D正确。 9．如表为不同动物受精卵发育成胚胎进入子宫的时间(小时)，分析表格，下列叙述错误的是(　　) 动物种类 发育阶段 2细胞 4细胞 8细胞 16细胞 桑椹胚 进入子宫时受精卵的发育时间(天) 小鼠 24～38 38～50 50～60 60～70 68～80 3 牛 27～42 44～65 46～90 96～120 120～144 4～5 马 24 30～36 50～60 72 98～106 6 A.小鼠胚胎进入子宫时的发育程度比牛的高 B．体外将马胚胎移植到子宫时选择16细胞阶段 C．受精卵发育的阶段顺序为2→4→8→16→桑椹胚 D．2→4→8→16细胞发育阶段进行的是有丝分裂 答案　B 解析　小鼠胚胎在发育3天进入子宫，此时处于桑椹胚时期，牛胚胎在发育4～5天进入子宫，此时处于16细胞时期，故小鼠胚胎进入子宫时的发育程度比牛的高，A正确；马胚胎在发育6天进入子宫，此时大概处于囊胚期，故体外将马胚胎移植到子宫时选择囊胚期，B错误。 10．(2024·盐城高二期中)目前发现的双胞胎有同卵双胞胎、异卵双胞胎和“半同卵双胞胎”。1对“半同卵小姐弟双胞胎”形成过程如图所示，图中染色单体分离后分别移向细胞的三个不同方向，从而分裂成a、b、c三个细胞，染色体全部来自父系的“合子”致死。其中两个细胞发育成姐弟二人。下列说法正确的是(　　) A．受精卵发育为桑椹胚的过程是在透明带内完成的，透明带破裂后进入囊胚期阶段 B．图中卵子发育到减数第一次分裂 C．若细胞a的染色体组成为MP1，则细胞b的染色体组成为MP2 D．这对双胞胎来源于母亲的染色体相同，来源于父亲的染色体也相同 答案　C 解析　受精卵发育为桑椹胚的过程是在透明带内完成的，到囊胚期时，囊胚进一步扩大，会导致透明带破裂，A错误；卵子发育到减数第二次分裂中期才具备受精的能力，故图中卵子发育到减数第二次分裂，B错误；来自母系的染色体为M，来自父系的染色体为P1、P2，经过复制后，染色体进行组合，若细胞a的染色体组成为MP1，细胞c的染色体均来自父亲，其染色体组成为P1P2，则细胞b的染色体组成为MP2，C正确；细胞a的染色体组成为MP1，细胞b的染色体组成为MP2，且这对双胞胎发育为姐弟二人，故来源于父亲的性染色体不同，D错误。 11．(多选)下列有关哺乳动物精子、卵细胞的发生及受精作用的叙述，正确的是(　　) A．卵细胞质膜反应是防止多精入卵的唯一屏障 B．卵细胞形成的过程需在卵巢和输卵管内完成 C．卵细胞发生时，减数第一次分裂和减数第二次分裂过程是不连续的，但细胞质均等分配 D．精子和卵细胞结合的过程中，卵细胞完成减数第二次分裂 答案　BD 解析　透明带反应也是防止多精入卵的一道屏障，A错误；卵细胞形成时的减数第一次分裂过程在卵巢内完成，减数第二次分裂过程在输卵管内完成，B正确；卵细胞发生时，减数第一次分裂和减数第二次分裂过程是不连续的，初级卵母细胞和次级卵母细胞的细胞质不均等分配，C错误；精子和卵细胞结合的过程中，卵子完成减数第二次分裂，形成雌原核，并排出第二极体，D正确。 12．(多选)软体动物卵裂初期会从受精卵的植物极形成一个暂时性的细胞质突起，称为极叶(如图所示)。若人工将极叶除去，发育成的个体在足、眼等处有缺陷。以下相关叙述不正确的是(　　) A．极叶是减数分裂中细胞质不均分的结果 B．本实验说明细胞质对细胞分化有重要作用 C．受精卵卵裂初期的营养物质主要来源于培养液 D．该受精卵在卵裂过程中其细胞核内进行DNA的复制和相关蛋白质的合成 答案　ACD 解析　由题意可知，极叶是软体动物卵裂初期从受精卵的植物极形成的一个暂时性的细胞质突起，故卵裂的方式是有丝分裂，A错误；若人工将极叶除去，发育成的个体在足、眼等处有缺陷，故本实验说明细胞质对细胞分化有重要作用，B正确；卵细胞体积大，营养物质丰富，可为受精卵的发育提供营养物质，故受精卵卵裂初期的营养物质应来源于细胞质基质，C错误；蛋白质的合成在细胞质而非细胞核，D错误。 13．(14分)如图1为某哺乳动物精子和卵细胞发生和成熟的过程示意图，图2表示的是精子和卵子相遇，回答下列相关问题： (1)图1中②代表的过程是__________________。 (2)图1中完成过程④，卵子必须达到______________________时期。 (3)受精是__________________的过程。自然条件下，哺乳动物的受精在__________________内完成。 (4)图2中，精子与卵子相遇，多种酶释放出来，可直接溶解__________________，同时借助自身的运动接触卵细胞质膜。当精子触及卵细胞质膜的瞬间，卵细胞质膜外的__________________会迅速发生反应，阻止后来的精子进入。精子入卵后，__________也会立即发生生理反应，拒绝其他精子再入卵。 答案　(1)减数分裂　(2)减数第二次分裂　(3)精子与卵细胞结合形成合子　输卵管　(4)卵细胞质膜外的一些结构　透明带　卵细胞质膜 14．(18分)由一个受精卵发育成一个多细胞生物体，是生物界最为复杂的过程之一，在这个过程中，胚胎发育是一个复杂而重要的生理过程。请回答下列有关哺乳动物胚胎发育的问题： (1)人的胚胎发育过程可依次分为__________、________________和__________三个时期。 (2)囊胚是胚胎发育过程中形成的一种结构，是由__________直接发育而来的。囊胚植入子宫内膜后，其__________逐渐发育形成胚盘，胚盘进一步发育为__________，最终发育为幼体。 (3)胚胎发育是一个细胞不断分裂和分化的过程，该过程包括__________、囊胚、__________、胚层分化和__________形成等主要阶段。 答案　(1)胚卵期　胚胎期　胎儿期　(2)桑椹胚　内细胞团　胚体　(3)桑椹胚　原肠胚　胚体 学科网（北京）股份有限公司 $$