第二章 第3节 第1课时 胚胎工程的理论基础-【创新教程】2025-2026学年高中生物选择性必修3 生物技术与工程五维课堂同步课件PPT（人教版）

该高中生物学课件聚焦胚胎工程的理论基础，系统梳理受精的准备阶段（精子获能、卵子成熟）、受精过程（透明带反应、卵细胞膜反应等）及早期胚胎发育（桑椹胚、囊胚、原肠胚）的阶段特征，通过“教材同步资源库”衔接基础知识点，以“互动探究”问题（如“精子获能的必要性”）搭建学习支架，帮助学生构建知识脉络。 其亮点在于深度融合核心素养，通过“生命观念”引导学生认同受精过程的结构与功能观，借助“科学思维”归纳胚胎发育各阶段细胞特点，结合“基础诊断”“互动探究”“对点训练”等环节（如分析“防止多精入卵的两道屏障”），强化知识应用。学生能在探究中深化理解，教师可依托系统资源提升教学效率。

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◆[基础梳理] 一、受精 1．胚胎工程 (1)操作对象：　生殖细胞　、　受精卵　或　早期胚胎　。 (2)过程及目标：进行显微操作和处理，将获得的胚胎移植到雌性动物体内生产后代，以满足人类的各种需求。 (3)技术种类：体外受精、　胚胎移植　、　胚胎分割　技术。 (4)实质：实质是在体外条件下，对　动物自然受精　和　早期胚胎发育　进行的模拟操作。 2．受精 (1)概念：　精子　与　卵子　结合形成合子的过程。 (2)场所：　输卵管　。 3．受精的过程 (1)准备阶段： ①准备阶段1——精子获能： 场所：雌性动物的　生殖道　。 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(减数第二次分裂)期　，才能受精。 (2)受精阶段 二、胚胎发育 1．卵裂期特点 (1)细胞分裂方式为　有丝分裂　。 (2)细胞的数量不断　增加　。 (3)胚胎的总体积　并不增加　。 2．早期胚胎发育的几个阶段及特点 (1)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　。 (2)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　，出现囊胚腔。囊胚进一步扩大，透明带破裂，胚胎从其中伸展出来，这一过程称为　孵化　。 ◆[基础诊断] (1)精子和卵子相遇结合形成受精卵的部位是输卵管。( √ ) (2)卵裂阶段的细胞分裂方式包括有丝分裂和减数分裂。( × ) (3)卵裂阶段细胞中有机物、DNA的含量增多，细胞体积增大。( × ) (4)囊胚阶段滋养层细胞发育成胎儿的各种组织。( × ) 疑难点一　受精 1．受精前的两个准备阶段 (1)精子获能：精子必须在雌性动物的生殖道发生相应的生理变化后，才获得受精能力的生理现象。 (2)卵子的准备：不同动物排出的卵子成熟程度不同，有些为初级卵母细胞，有些为次级卵母细胞，但都必须在输卵管中发育到减数第二次分裂期，才具有与精子受精的能力。 2．受精阶段 (1)具体过程 哺乳动物的受精过程主要包括：精子穿越放射冠和透明带，进入卵细胞膜，原核形成和融合。具体过程如下： 过程 主要变化 获能后的 精子接触 卵细胞膜 在精子触及卵细胞膜的瞬间，卵细胞膜外的透明带发生透明带反应，这里防止多精入卵的第一道屏障。 精子入卵 卵细胞膜会立即发生一种生理反应，拒绝其他精子再进入卵内，这种生理反应称为卵细胞膜反应。这是防止多精入卵受精的第二道屏障。 形成原核 精子入卵后，尾部脱离，原有的核膜破裂，随后形成新的核膜，最后形成雄原核；精子入卵后被激活的卵子完成减数第二次分裂，排出第二极体后，形成雌原核 融合 雄、雌原核充分发育后，相向移动，彼此接触，二者体积缩小、合并，两组核染色体合为一组，形成一个含二倍染色体的合子(受精卵) 3.受精的意义：维持每种生物前后代体细胞染色体数目的恒定，对于生物的遗传和变异十分重要。 ◆[互动探究] 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．受精时多个精子能同时进入同一个卵细胞吗？为什么？ 提示：不能。透明带反应和卵细胞膜反应能阻止多个精子同时进入同一个卵细胞。 3．受精卵中的遗传物质父母双方各占一半，对吗？ 提示：不对。受精卵中染色体上的遗传物质双亲各占一半，但受精卵细胞质中的遗传物质来自母方。故受精卵中的遗传物质来自母方的要多于父方。 ◆[对点训练] 1．如图为男性曲细精管横切面模式图，表示由精原细胞(a)生成精子的过程。图中不可能含有46条染色体的细胞是(　　 ) A．细胞a　　　　　 B．细胞b C．细胞c D．细胞d 解析：D　[细胞a是精原细胞，含有46条染色体；细胞b是初级精母细胞，虽然经过间期的染色体复制，但染色体数目不变，因此仍含有46条染色体；细胞c是次级精母细胞，含有的染色体数目为23(减数第二次分裂前期和中期)或46(减数第二次分裂后期)；细胞d为精子细胞，含有的染色体数目为23。] 2．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，释放顶体酶穿过透明带进入放射冠 B．卵子需发育到MⅡ中期才能受精 C．精子与卵细胞膜相互融合，精子入卵 D．雄原核形成的同时，卵子完成减数第二次分裂 解析：A　[获能后的精子与卵子相遇后，释放顶体酶穿过放射冠进入透明带，A错误；卵子需发育到减数第二次分裂中期时，才具备与获能的精子受精的能力，B正确；精子外膜与卵细胞膜相互识别并融合，精子入卵，C正确；雄原核形成的同时，卵子完成减数第二次分裂，并排出一个极体，D正确。] ◆[易错警示] 受精过程认识的三个误区 (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)受精标志是在透明带和卵细胞膜之间观察到两个极体，而受精完成的标志为雌、雄原核的融合。 (3)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。 疑难点二　胚胎早期发育 1．发育场所：输卵管、子宫。 2．过程 发育过程 特　点 受精卵 受精卵形成后即在输卵管内进行有丝分裂，开始发育 桑葚胚 卵裂产生的子细胞形成的细胞团，没有分化 囊胚 ①细胞开始出现分化(内细胞团将来发育成胎儿的各种组织，滋养层将来发育为胎膜和胎盘)； ②出现囊胚腔； ③透明带破裂，胚胎从中伸展出来(即孵化) 原肠胚 ①分化为内胚层、中胚层和外胚层三个胚层； ②出现原肠腔 发育过 程图示 3.细胞全能性与早期胚胎发育各阶段的关系 (1)桑葚胚期以前的细胞具有全能性，即每一个细胞都有发育成完整胚胎的潜能。 (2)囊胚开始出现细胞分化，其中内细胞团细胞具有全能性。 (3)原肠胚中出现胚层分化，全能性降低。 ◆[互动探究] 如图为哺乳动物的生殖和个体发育过程，请据图回答下面的问题： 1．个体发育的起点是什么？ 提示：受精卵 2．何谓卵裂？此时期细胞有何特点？ 提示：受精卵的早期分裂称为卵裂。此时细胞的数量不断增加，但胚胎的总体积并不增加。 3．细胞出现分化的时期是哪个阶段？最初分化为哪些结构？ 提示：胚胎发育过程中在囊胚时期出现细胞分化。最初分化为内细胞团和滋养层两部分。 ◆[对点训练] 1．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，核物质(质量)与质物质比值增大 解析：A　[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，胚胎的总体积不变或略有缩小，B错误；胚胎有机物由于消耗总量减少，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。] 2．能正确表示高等动物胚胎发育顺序的是(　　 ) A．受精卵→卵裂→囊胚→原肠胚→组织器官的分化 B．卵→卵裂→囊胚→原肠胚→组织器官的分化 C．受精卵→囊胚→原肠胚→幼体 D．受精卵→卵裂→桑葚胚→囊胚→原肠胚→组织器官的分化 解析：D　[高等动物胚胎发育为：受精卵首先通过卵裂形成32个细胞的桑葚胚，桑葚胚细胞再进一步发育成具有囊胚腔的囊胚，囊胚继续分化形成具有三个胚层分化的原肠胚，然后出现组织器官的分化，最后形成幼体。] ◆[知识归纳] 早期胚胎发育时各阶段的特点 桑葚胚之前的胚胎细胞只进行细胞分裂，不需要从外界获取营养物质；囊胚期细胞开始出现分化，透明带破裂，开始从外界吸收营养物质，并且中间出现囊胚腔；原肠胚时期出现胚层分化，并且出现原肠腔。 1．下列关于哺乳动物受精和发育的叙述正确的是(　　 ) A．雌性动物排卵后遇精子即可完成受精 B．胚胎发育至囊胚时期已经开始了细胞分化，这是由于基因开始进行选择性表达 C．动物卵细胞形成过程始于初情期后 D．动物个体发育过程是受精卵→卵裂→桑葚胚→囊胚→原肠胚→幼体 解析：B　[雌性动物排出的卵子并非成熟的卵子，即使遇到精子，也要继续成熟至减数第二次分裂期才具备与精子受精的能力。胚胎在桑葚胚后继续发育成囊胚时开始分化，分化的实质是基因的选择性表达。动物卵细胞的形成始于性别分化后。动物个体发育包括胚胎发育和胚后发育。] 2．动物的受精过程包括下列基本步骤，其受精作用的实质是(　　 ) A．精子和卵子相互识别 B．精子头部侵入卵细胞内 C．卵子和精子结合 D．卵核和精核互相融合 解析：D　[受精作用是精子和卵细胞相互识别、融合成为受精卵的过程，其实质是精核和卵细胞核互相融合，D正确。] 3．下列关于受精过程及胚胎发育的叙述错误的是(　　 ) A．精子、卵细胞的相互识别保证了同种精卵结合 B．受精过程的核心是精子、卵细胞核物质的融合 C．第一次卵裂产生的子细胞失去了细胞全能性 D．卵裂期细胞数量增加，但胚胎总体积并不增加，或略有缩小 解析：C　[细胞膜表面均有糖蛋白，糖蛋白具有细胞识别功能，精子、卵细胞的相互识别保证了同种精卵结合，A正确；受精过程的实质就是精子、卵细胞的细胞核相融合，B正确；受精卵分裂至囊胚期前的细胞都具有全能性，包括囊胚的内细胞团细胞也具有全能性，C错误；卵裂期细胞数量增加但胚胎总体积并不增加，甚至略微减小，D正确。] 4．科学家通过将大熊猫的细胞核植入去核的兔子卵细胞中，克隆出一批大熊猫胚胎。下列有关克隆大熊猫胚胎的叙述中，正确的是(　　 ) A．克隆出的早期胚胎，其各细胞的细胞核具有相同的遗传信息 B．兔子卵细胞的细胞质不能激发大熊猫细胞的细胞核表现出全能性 C．在形成早期胚胎的过程中，依次经历了卵裂胚、囊胚、桑葚胚、原肠胚等阶段 D．在重组卵发育成早期胚胎的过程中，细胞进行减数分裂 解析：A　[克隆出的早期胚胎中，各细胞都是由同一个细胞有丝分裂形成的，因此各细胞核具有相同的遗传信息，A正确；兔子卵细胞质的作用是提供营养物质、激发大熊猫细胞核的全能性等，B错误；早期胚胎的形成，依次经历卵裂、桑葚胚、囊胚、原肠胚等阶段，C错误；在形成早期胚胎的过程中，细胞进行有丝分裂，D错误。] 5．如图表示哺乳动物胚胎发育过程的几个阶段，请据图回答问题： (1)写出各个阶段的名称。A：　________　，B：　________　。 (2)B时期开始出现　________　。 (3)[2]将来发育成　____________________　。 (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，防止多精入卵受精的两道屏障分别是　____________　、　____________　。 解析：(1)根据胚胎发育各时期的特点可知，图中A是桑葚胚，B是囊胚。 (2)囊胚开始出现细胞分化，已分化为滋养层细胞和内细胞团细胞。 (3)[2]内细胞团细胞将发育为胎儿的各种组织，滋养层细胞将发育为胎膜和胎盘。 (4)受精时的透明带反应和卵细胞膜反应是防止多精入卵的两道屏障。 答案：(1)桑葚胚　囊胚　(2)细胞分化　(3)胎儿的各种组织　(4)透明带反应　卵细胞膜反应 $