第2章 第3节 第1课时 胚胎工程的理论基础-【精讲精练】2025-2026学年高中生物选择性必修3 生物技术与工程教师用书word（人教版）

本讲义聚焦胚胎工程的理论基础，系统梳理受精的基本过程（包括精子获能、防止多精入卵的透明带反应与卵细胞膜反应等）和胚胎早期发育阶段（卵裂期特点、桑葚胚至囊胚的分化等），通过概念解析、误区辨析、探究讨论构建完整知识脉络，为学生提供清晰的学习支架。 该资料以生命观念（如结构与功能观，阐释透明带反应的屏障作用）和科学思维（通过试管婴儿案例辨析、胚胎阶段图表分析培养逻辑推理）为核心，设计探究点与分层练习。课中借助问题驱动提升互动性，课后通过基础与提升题帮助学生巩固知识，体现“理论-实践-应用”的学科特色教学路径，助力教学效果与学生学习效率提升。

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 一、胚胎工程的概念 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：哺乳动物的受精在输卵管内完成。 3．过程 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 全球首批经全基因组测序的PGD/PGs试管婴儿在长沙诞生。新技术的突破意味着通过设计试管婴儿解决部分不孕不育问题的同时，部分肿瘤疾病、遗传性疾病的家族性遗传也将有希望避免。结合所学知识判断： (1)动物排出的卵子都是次级卵母细胞，需进一步成熟(×) (2)当精子入卵后，立即发生透明带反应，阻止后来的精子进入(×) (3)成熟的精子并不具有受精能力，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(×) (5)囊胚内的内细胞团将来发育成胎盘和胎膜(×) 探究点一　受精的过程 受精是精子与卵子结合形成合子(即受精卵)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： (1)防止多精入卵的两道屏障为透明带反应和卵细胞膜反应。 (2)在精卵相遇之前，精子在雌性动物的生殖道发生相应的生理变化，具有了受精能力，这个过程叫作精子获能。卵子一般在排出后都要在输卵管中进一步成熟，当达到减数第二次分裂时，才具备与精子受精的能力。 (3)受精的标志是观察到两个极体或雌、雄原核。 (4)请分析受精卵中的遗传物质的来源。 提示　细胞核中的遗传物质一半来自精子，一半来自卵细胞；细胞质中的遗传物质几乎全部来自卵细胞。 精子与卵细胞的结合，体现了细胞膜具有什么功能？ 提示　体现了细胞膜具有进行细胞间的信息交流的功能。 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。 1．(2025·莆田期中)受精过程的顺序为(　　) ①卵细胞膜发生生理反应，拒绝其他精子再进入卵内　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　④卵细胞膜外的透明带发生反应，阻止后来的精子进入透明带　⑤雌、雄原核的形成 A．③④⑤②① B．④③①⑤② C．③①④⑤② D．③④①⑤② 解析　受精过程的顺序为：精子释放出多种酶，溶解卵细胞膜外的一些结构→卵细胞膜外的透明带发生反应，阻止后来的精子进入透明带→卵细胞膜反应→雌、雄原核的形成→雌、雄原核相向移动，彼此靠近，核膜消失，形成受精卵。 答案　D 2．(2025·哈尔滨三中期中)下列关于哺乳动物受精过程的叙述错误的是(　　) A．精子头部触及卵细胞膜时出现的反应是防止多精入卵的第一道屏障 B．受精卵细胞质中的遗传物质完全来自卵细胞 C．受精时只有精子头部进入卵子 D．雄原核形成的同时，卵子完成减数分裂Ⅱ 解析　精子头部接触卵细胞膜时出现的反应是防止多精入卵的第一道屏障，A正确；受精卵细胞质中的遗传物质绝大部分来自卵细胞，一小部分来自精子，B错误；精子入卵后，尾部脱离，只有头部进入卵子，C正确；雄原核形成的同时，卵子完成减数分裂Ⅱ，排出第二极体，D正确。 答案　B “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 下图表示哺乳动物胚胎早期发育过程的几个阶段，请据图回答问题。 (1)写出图中各标号的名称：A.________；B.________；[①]________；[②]________；[③]________；[④]________。 提示　桑葚胚　囊胚　滋养层　内细胞团　透明带　囊胚腔 (2)什么是孵化？孵化之前和孵化之后分别是哪种胚胎？ 提示　囊胚进一步扩大，会导致透明带破裂，胚胎从其中伸展出来，这一过程叫作孵化。孵化之前是桑葚胚和囊胚，在透明带中发育，孵化之后将发育成原肠胚。 (3)胚胎发育过程中，开始出现细胞分化的阶段和细胞分化最显著的阶段分别是哪些时期？细胞分化的原因是什么？ 提示　胚胎发育过程中，开始出现细胞分化的阶段是囊胚，细胞分化最显著的阶段是原肠胚的三个胚层分化形成各种组织、器官。细胞分化的原因是细胞内基因的选择性表达。 (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什么特点？ 提示　卵裂期细胞中有机物减少，每个细胞中DNA的含量基本不变，细胞体积减小。从受精卵到桑葚胚阶段胚胎总体积不变，但细胞数目增多，所以每个细胞体积减小；伴随细胞分裂，细胞数目增多，总DNA含量增多，但每个细胞中DNA含量保持相对稳定；该过程中有机物总量减少，因为细胞一直通过呼吸消耗有机物但不从外界吸收。 1．胚胎早期发育的过程 (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。 (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。 2．卵裂期细胞或物质的变化规律 项目 变化 项目 变化 细胞数目 增多 每个细胞内的DNA总量 不变 每个细胞体积 减小 有机物总量 减少 DNA总量 增多 物质种类 增多 3．(2024·徐州期中)下图是胚胎发育过程中某阶段示意图，下列有关叙述错误的是(　　) A．图中②将发育为胎膜和胎盘等结构 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胚期 D．胚胎从①中伸展出来的过程叫作孵化 解析　图中②是滋养层，将来发育成胎盘或胎膜，A正确；③是内细胞团，将来发育成胎儿的各种组织，B正确；高等哺乳动物细胞分化开始于囊胚期，C错误；①是透明带，胚胎从透明带中伸展出来的过程叫作孵化，D正确。 答案　C 4．关于桑葚胚和囊胚的比较，下列叙述正确的是(　　) A．桑葚胚的内细胞团将来可发育成胎儿的各种组织 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 解析　囊胚的内细胞团将来可发育成胎儿的各种组织，桑葚胚内细胞团细胞未进行分化，细胞分化从囊胚期开始，A、B错误；囊胚期细胞分化是基因选择性表达的结果，C错误；囊胚的进一步扩大会导致透明带的破裂，D正确。 答案　D [构建课堂要点] [检测学习效果] 1．下列有关精子获能的说法，正确的是(　　) A．精子获得受精的能量 B．精子获能是在雄性生殖道内完成的 C．精子获得受精的能力 D．精子获得尾部摆动所需的能量 解析　精子获能是指精子在雌性生殖道发生相应的生理变化，使精子获得受精的能力，而不是获得能量，也不是精子获得尾部摆动所需的能量，C正确。 答案　C 2．受精作用是指精子和卵子结合形成合子(即受精卵)的过程。下列说法正确的是(　　) A．精子与卵细胞膜接触的瞬间，卵细胞膜发生生理反应，拒绝其他精子进入卵 B．刚排出的精子必须在雌性动物的生殖道获得能量才能受精，这一生理现象称为“精子获能” C．在透明带和卵细胞膜之间看到两个第二极体，可以作为判断卵细胞是否受精的标志 D．哺乳动物受精后形成雌原核和雄原核，雄、雌原核充分发育后，相向移动，彼此靠近，核膜消失，雄、雌原核融合 解析　精子入卵后，卵细胞膜发生生理反应，拒绝其他精子进入卵，A错误；刚刚排出的精子不能立即与卵子受精，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，而不是获得能量，B错误；多数哺乳动物的第一极体不进行减数分裂Ⅱ，因而不会形成两个第二极体，常以在透明带和卵细胞膜之间看到两个极体或者雌、雄原核作为受精的标志，C错误。 答案　D 3．(2025·邯郸期末)下列有关动物早期胚胎发育过程的说法，错误的是(　　) A．卵裂过程中细胞体积增大，有机物的总量不断下降 B．桑葚胚期，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，进行的是有丝分裂 D．内、外两个胚层在原肠胚期形成 解析　卵裂过程中细胞体积减小，有机物的总量不断下降，A错误；桑葚胚期的细胞暂未分化，具有发育的全能性，B正确；卵裂过程是在透明带内完成的，进行的是有丝分裂，C正确；原肠胚期会形成内、外两个胚层，同时也会形成中胚层和原肠腔，D正确。 答案　A 4．(多选)如图表示高等动物的个体发育过程，下列说法正确的是(　　) A．图中①过程表示胚胎发育 B．由受精卵形成囊胚的过程中进行卵裂，每个细胞的体积不断增大 C．桑葚胚进一步发育，细胞开始出现分化 D．图中性成熟的个体是通过有性生殖获得的 解析　胚胎发育是指从受精卵发育为成熟的胎儿的过程，A错误；由受精卵形成囊胚的过程中进行了卵裂，细胞的数量不断增加，但胚胎的总体积并不增加，故每个细胞的体积不断减小，B错误；桑葚胚进一步发育，细胞开始出现分化，逐渐形成囊胚，C正确；图中性成熟的个体是由精卵结合形成的受精卵发育而来的，属于有性生殖，D正确。 答案　CD 5．(2025·南京高二月考)下图为哺乳动物早期胚胎发育的过程，下列叙述不正确的是(　　) A．过程a和b使胚胎中有机物的含量减少 B．Ⅰ、Ⅱ时期的胚胎中都含有全能细胞 C．Ⅰ时期为囊胚期，细胞逐渐分化 D．图示过程中，部分细胞中的遗传物质可能发生改变 解析　过程a表示卵裂形成Ⅰ(桑葚胚)，过程b表示桑葚胚形成Ⅱ(囊胚)，这两个过程中细胞均需要消耗能量，故两个过程中胚胎中的有机物的含量均减少，A正确；桑葚胚含有的所有细胞都是全能细胞，囊胚期的胚胎进一步发育，细胞逐渐分化，含有的内细胞团细胞为全能细胞，将来发育成胎儿的各种组织，B正确；Ⅰ时期为桑葚胚期，C错误；图示过程中，细胞进行有丝分裂，在分裂间期DNA复制的过程中，部分细胞中的遗传物质可能发生改变，D正确。 答案　C [基础达标练] 1．(2025·济南章丘四中质检改编)下列关于胚胎工程的说法错误的是(　　) A．胚胎工程是指对动物早期胚胎或配子所进行的多种显微操作和处理技术 B．胚胎工程技术包括胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养等技术 C．胚胎工程的理论基础是哺乳动物受精、早期胚胎发育的规律 D．胚胎工程是对自然受精和早期胚胎发育条件进行的模拟操作 解析　胚胎工程技术包括胚胎移植、体外受精、胚胎分割等技术，胚胎干细胞培养属于细胞工程，B错误。 答案　B 2．下列关于受精过程的叙述，错误的是(　　) A．获能后的精子与卵子相遇后，释放多种酶溶解卵细胞膜外的结构 B．卵细胞膜反应是防止多精入卵的第一道屏障 C．精子与卵细胞膜相互融合，精子入卵 D．卵子在输卵管内成熟，到MⅡ期时，才具备受精的能力 解析　哺乳动物受精过程主要包括精子穿越透明带、精子进入卵细胞膜、雌雄原核形成和融合等过程。精卵相遇，获能后的精子释放多种酶，溶解卵细胞膜外的一些结构。精子接触卵细胞膜发生透明带反应，这是防止多精入卵的第一道屏障，随后进入卵细胞膜，发生卵细胞膜反应，这是防止多精入卵的第二道屏障。卵子在输卵管内进一步成熟，到MⅡ期时，才具备受精能力。 答案　B 3．(2025·辽宁沈阳联考)胚胎工程的许多技术，实际上是在体外条件下，对动物自然受精和早期胚胎发育进行的模拟操作。下图表示受精作用和早期胚胎发育的基本过程。下列叙述正确的是(　　) A．卵子在子宫中成熟到MⅡ期时才具备与精子受精的能力 B．透明带反应一般会在精子入卵后立即发生，以阻止多精入卵 C．受精卵在卵裂时，其细胞数量和胚胎体积会不断增加 D．胚胎发育到囊胚阶段，会分化形成内细胞团和滋养层细胞 解析　卵子在输卵管中成熟到MⅡ期时才具备与精子受精的能力，A错误；透明带反应和卵细胞膜反应是阻止多精入卵的两道屏障；透明带反应一般发生在精子触及卵细胞膜的瞬间，以阻止多精入卵，B错误；受精卵在卵裂时，其细胞数量会不断增加，但胚胎体积基本不变，C错误；胚胎发育到囊胚阶段，会出现细胞的分化，聚集在细胞一端的细胞形成内细胞团，而沿透明带内壁扩展和排列的细胞称为滋养层细胞，D正确。 答案　D 4．下列有关受精的说法正确的是(　　) A．在自然情况下，受精是在雌性动物的子宫内完成的 B．卵子在减数分裂Ⅱ时，才具备与精子受精的能力 C．受精的实质是精子的头部进入卵子 D．精子释放多种酶以溶解卵细胞膜外的一些结构，是阻止多精入卵的第一道屏障 解析　受精过程的完成场所是输卵管，A错误；卵子到减数分裂Ⅱ时，才具备受精的能力，在受精作用过程中完成减数分裂Ⅱ，B正确；受精作用的实质是精子细胞核与卵细胞核的融合，使受精卵的染色体数目恢复到体细胞的数目，C错误；精子触及卵细胞膜的瞬间，发生透明带反应，阻止其他精子进入，是防止多精入卵的第一道屏障，D错误。 答案　B 5．下列有关哺乳动物受精作用的叙述正确的是(　　) A．获能的精子与发育至MⅡ期的卵子相遇时，才可发生受精作用 B．精子穿越透明带时，透明带迅速反应，阻止后来的精子进入透明带 C．精子触及卵细胞膜的瞬间，卵细胞膜立即反应，拒绝其他精子再入卵 D．在胚胎工程操作中，常以观察到两个第二极体或雌、雄原核作为受精的标志 解析　获能的精子与发育至MⅡ期的卵子相遇时，才可发生受精作用，A正确；透明带反应发生在精子触及卵细胞膜的瞬间，B错误；卵细胞膜反应发生在精子入卵后的瞬间，C错误；多数哺乳动物的第一极体不进行减数分裂Ⅱ，不会形成两个第二极体，受精时观察到的两个极体，一个是第二极体，一个是第一极体，D错误。 答案　A 6．胚胎发育的早期有一段时间是在透明带中进行的，这一时期称为卵裂期。其特点是(　　) A．细胞进行有丝分裂，所有细胞均具有全能性 B．每个细胞体积不变，细胞的数量增加 C．胚胎有机物总量增加，细胞DNA总量不断减少 D．所有细胞的相对表面积减小，细胞核物质(质量)与细胞质物质比值增大 解析　卵裂期细胞进行有丝分裂，所有细胞均具有全能性，A正确；每个细胞体积有所减小，胚胎的总体积不变，B错误；胚胎有机物消耗总量减少，细胞DNA总量由于复制而增加，C错误；卵裂期细胞体积减小，细胞的相对表面积增大，D错误。 答案　A 7．如图表示人的个体发育过程。下列说法正确的是(　　) A．过程①中，细胞中的有机物总量不变 B．过程③中，细胞形成不同胚层，是遗传物质改变引起的 C．过程②进行时，细胞中各种有机物的含量都减少 D．过程④中，各个胚层逐渐分化形成各种组织、器官等 解析　过程①中，细胞中的有机物总量减少，A错误；过程③中，细胞形成不同胚层，是细胞分化引起的，遗传物质并没有改变，B错误；过程②进行时，细胞中部分有机物的含量减少，C错误；过程④中，各个胚层逐渐分化形成各种组织、器官等，D正确。 答案　D 8．如图为受精作用及胚胎发育示意图，a、b、c代表三个发育阶段，下列叙述错误的是(　　) A．①过程发生非同源染色体自由组合 B．②过程通过有丝分裂增殖 C．b阶段的早期胚胎内出现了含有液体的腔 D．②→④细胞分化程度逐渐增大 解析　①过程是受精，非同源染色体自由组合发生在配子形成过程的MⅠ期，A错误；②过程为卵裂，细胞通过有丝分裂增殖，B正确；b为囊胚阶段，该阶段的早期胚胎内出现了含有液体的囊胚腔，C正确；②→④细胞分化程度逐渐增大，D正确。 答案　A [素能提升练] 9．(多选)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指透明带反应，Y指卵子完成减数分裂Ⅱ 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是第二道屏障，指卵细胞膜反应，Y指卵子完成减数分裂Ⅱ，形成雌原核，A错误；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　AB 10．(多选)(2025·潍坊期中)哺乳动物胚胎的早期发育阶段，就有一部分原始生殖细胞(PGC)，PGC经过分裂和长距离迁移，最终进入正在发育而尚未分化的生殖嵴，随着生殖嵴向睾丸或卵巢方向的分化，PGC也相应地向精子或卵细胞分化，经过减数分裂等一系列复杂的过程，最终成为精子或卵细胞。下列相关叙述，错误的是(　　) A．PGC最早可能出现于原肠胚，原肠胚的扩大会导致透明带破裂 B．PGC迁移到生殖嵴的过程中发生有丝分裂和减数分裂，使PGC的数量不断增多 C．不同哺乳动物排出的卵子成熟程度不同，但都不具备与精子受精的能力 D．体外受精时，获能后的精子不需要穿过透明带，只需穿过卵细胞膜即可完成受精 解析　囊胚的扩大会导致透明带的破裂，A错误；PGC迁移到生殖嵴的过程中发生有丝分裂，B错误；不同动物排出的卵子成熟程度不同，都要在输卵管内进一步成熟，当达到MⅡ中期时，才具备与精子受精的能力，C正确；只有穿过透明带的精子才能与卵细胞膜接触，D错误。 答案　ABD 11．(2024·河南百校联盟)1890年英国剑桥大学的生物学家将纯种安哥拉兔的两个4细胞胚胎移入一只纯种比利时兔的输卵管内，成功地产下两只纯种安哥拉兔，在此之后胚胎工程技术开始广泛地发展起来。请根据胚胎工程相关的知识回答下列问题： (1)胚胎工程是指对动物的_____________________________________________________ 所进行的多种显微操作和处理技术。 (2)在自然条件下受精过程是在雌性的输卵管内完成的，完成这个过程的前提是________和卵子发育至________期。 (3)胚胎发育的早期有一段时间是在透明带内进行的，这一时期称为卵裂期。其特点是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 解析　(1)胚胎工程是指对动物生殖细胞、受精卵或早期胚胎细胞所进行的多种显微操作和处理技术。(2)自然状态下，精子需要进行获能处理，卵子在输卵管内发育到MⅡ期时，精卵细胞才能在输卵管结合完成受精过程。(3)卵裂期细胞分裂方式为有丝分裂，细胞的数量不断增加，但胚胎的总体积并不增加。 答案　(1)生殖细胞、受精卵或早期胚胎细胞　(2)精子获能　MⅡ　(3)细胞分裂方式为有丝分裂，细胞的数量不断增加，但胚胎的总体积并不增加 12．根据哺乳动物受精过程示意图，回答下面的问题： (1)图中字母表示的结构名称分别是[a]________、[b]________。 (2)图中数字表示的过程分别是①________、②________、③________。 (3)在精卵相遇之前，精子在雌性动物生殖道发生相应的生理变化，具有了受精能力，这个过程叫作________。卵子一般在排出后都要在________中进一步成熟，当达到________时，才具备与精子受精的能力。 (4)动物胚胎是由合子经有丝分裂形成的，合子只由一个精子和卵子结合的生理基础是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 解析　(1)据图可知，[a]是雄原核，[b]是雌原核。(2)据图可判断过程①是精子穿过透明带，过程②是精子进入卵细胞膜，过程③是雌、雄原核融合。(3)精卵相遇之前，精子在雌性动物生殖道内发生相应的生理变化，具备了受精能力，这个过程叫作“精子获能”。卵子在排出后一般都要在输卵管中进一步成熟，到MⅡ期时，才具备与精子受精的能力。(4)受精时的透明带反应和卵细胞膜反应是防止多精入卵受精的两道屏障。 答案　(1)雄原核　雌原核　(2)精子穿过透明带　精子进入卵细胞膜　雌、雄原核融合　(3)“精子获能”　输卵管　MⅡ期　(4)透明带反应和卵细胞膜反应 学科网（北京）股份有限公司 $