第2章 第3节 第1课时 胚胎工程的理论基础-【成才之路·学案】2025-2026学年高中生物选择性必修3 生物技术与工程同步新课程学习指导(人教版)

3.×经细胞核移植培育出的新个体应该含有两个亲本的遗传 性状。 4.V 5.×体细胞核移植技术的成功率非常低。 6.×选择卵母细胞作为核移植的受体细胞的主要原因是去核 卵母细胞的细胞质含有使细胞核表现出全能性的物质。 7.×从牛卵巢中采集到卵母细胞后，先在体外培养到MⅡ期 才能进行体细胞核移植。 8. 合作探究能力提升 任务一 合作探究 1.提示：否。用体细胞核移植技术得到的克隆动物，仅仅说明动 物体细胞的细胞核具有全能性，而不是动物细胞具有全能性。 2.提示：MⅡ期卵母细胞具备受精能力，细胞质中含有激发细胞 核全能性表达的物质和营养条件。 3.提示：为了使核移植的胚胎或动物的核遗传物质全部来自有 重要利用价值的动物提供的体细胞。目前普遍使用的去核方 法是显微操作法，也可采用梯度离心、紫外线短时间照射和化 学物质处理等方法去核。 4.提示：注入卵母细胞的是供体细胞。这种方法操作简便，对卵 母细胞损伤较小。 5.提示：不是。克隆动物细胞核中的遗传物质来自供体动物，但 细胞质中的遗传物质同时来自供体细胞和受体卵母细胞，此 外，生物性状还受环境因素的影响。 典例剖析 例：B去除卵母细胞的细胞核普遍采用显微操作法，由于处于 减数分裂Ⅱ中期的次级卵母细胞的细胞核的位置靠近第一 极体，可以用微型吸管将处于MⅡ期的卵母细胞的细胞核和 第一极体一并吸出，A正确；将皮下组织细胞注射到去核卵 母细胞中，可通过电融合法促进两细胞融合，B错误；重组细 胞需在无毒、无菌的环境中培养，由于人们对细胞所需营养 物质还没有完全研究清楚，因此在使用合成培养基时，通常 需添加血清等一些天然物质，C正确：克隆猫“大蒜”的培育 说明动物细胞核有全能性，由于受受体卵母细胞的细胞质遗 传物质和环境的影响，克隆猫与供体猫的性状不完全相同， D正确。 变式训练 1.B据题图可知，克隆羊“多莉”的细胞核基因来自甲羊，因此 “多莉”的性状主要与甲羊一致，A正确；此过程说明高度分化 的动物细胞的细胞核具有全能性，B错误。 任务二 合作探究 1.提示：①转基因克隆动物的细胞、组织或器官可以作为异种移 植的供体治疗人类疾病：②以患者作为供体培育的人核移植 胚胎千细胞，经过诱导分化，能形成相应的细胞、组织或器官， 将它们移植给患者时，可以避免免疫排斥反应。 2.提示：在研究方面，克隆动物基因组重新编程的机制尚不清 楚，克隆技术效率低，克隆动物畸形率高、死亡率高、易出现早 衰等问题。这些问题尚在研究中。在应用上，生产克隆动物 费用昂贵，距大规模应用还有一定距离。 21 典例剖析 例：B由于动物细胞的全能性受到限制，目前动物细胞还不能 培养成动物个体，A、C不符合题意：将野驴的体细胞核移植 到雌性家驴的去核卵母细胞中，可以克隆形成野驴，B符合 题意；将野驴的一个基因导入家驴的受精卵中，只能培育出 转基因驴，不能让野驴“复生”，D不符合题意。 变式训练 2.D利用体细胞核移植技术，只能增加动物的个体数量，不能 提高遗传多样性，①不符合题意；核移植技术不能提高良种家 畜自然繁殖率，自然繁殖率是生物的基因决定的，②不符合 题意。 课堂达标巩固训练 1.A丁兔细胞核的遗传物质来源于甲兔，丁兔细胞质的遗传物 质来源于乙兔，因此丁兔的性状与甲兔不完全相同，A错误 丁兔没有经过两性生殖细胞的结合，属于无性繁殖，B正确： 丙兔只提供了丁兔胚胎发育的场所，丁兔的遗传物质与丙兔 无关，C正确：丁兔的DNA主要来自甲兔的细胞核，因此与丁 兔的DNA指纹相似度最高的是甲兔，D正确。 2.D动物体细胞核移植技术的应用前景包括加速家畜遗传改 良进程：培养可用于移植的组织、器官：作为疾病模型，研究疾 病的发展和治疗疾病，D正确。 3.(1)A(2)虎C (3)不遵循克隆属于无性生殖，而孟德尔的遗传定律仅在有 性生殖的减数分裂过程中适用 (4)不能高度分化的动物细胞全能性受到限制，虎和牛体细 胞融合后得到的杂交细胞不能正常发育成完整个体 【解析】(1)由克隆华南虎的过程可知，华南虎A提供细胞 核，普通虎B提供细胞质，所以克隆虎D的遗传性状与供核的 华南虎A基本一致。(2)虎C只提供胚胎发育的场所，没有 提供遗传物质给虎D。(3)核移植过程没有经过两性生殖细 胞的结合，属于无性生殖，没有减数分裂过程，不遵循孟德尔 遗传定律。 第3节 胚胎工程 第1课时胚胎工程的理论基础 必备知识自主梳理 一、1.(1)生殖细胞受精卵早期胚胎细胞(2)体外受精 胚胎移植胚胎分割 2.(1)精子卵子合子(2)输卵管(3)①线粒体鞘 ②不能雌性动物的生殖道③透明带卵细胞膜第 极体④2~3初级次级输卵管MⅡ期(4)①多种 酶透明带②透明带透明带③卵细胞膜大雄原 核雌原核④受精卵。⑤受精卵 微思考 提示：这是动物繁衍后代、延续物种的一种生理保障，能筛选 出高质量的精子，提高后代的质量。 二、1.输卵管 2.有丝分裂不断增加并不增加桑葚内细胞团滋 养层细胞囊胚腔透明带外胚层、内胚层和中胚层 自我检测 1.×精子和卵子相遇形成受精卵的部位是输卵管。 04 2.×精子需要经过获能处理才能完成受精过程，而卵子需要 在输卵管中经过进一步发育才能与获能的精子完成受精 作用。 3. 4.×受精包括受精前的准备阶段和受精阶段，在自然条件下， 哺乳动物的受精在输卵管内完成。 5.×囊胚期细胞已分化形成内细胞团和滋养层细胞 6.×发生孵化的是囊胚。 7.×胚胎发育的初期在输卵管，着床后到分娩前的一段时间 是在母体的子宫内。 8.V 合作探究能力提升 任务一 合作探究 1.提示：不具有。卵子在受精前也要经历类似精子获能的过程， 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。 2.提示：阻止多精入卵有两道屏障：第一道屏障是透明带发生生 理反应，第二道屏障是卵细胞膜发生生理反应。其意义是保 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.提示：常以观察到两个极体或雌、雄原核为受精的标志，受精 完成的标志是雌、雄原核融合成合子。 4.提示：体现了细胞膜具有进行细胞间的信息交流的功能」 典例剖析 例：C精原细胞和卵原细胞通过有丝分裂的方式增加细胞数 量，A正确；卵母细胞必须发育到MⅡ期才具有受精能力，精 子获能后才可与其发生受精作用，B正确；精子人卵后，卵细 胞膜会迅速发生生理反应，阻止其他精子入卵，C错误；精子 入卵后，卵子完成减数分裂Ⅱ，卵子受精的标志是在卵细胞 膜和透明带的间隙出现两个极体，D正确。 变式训练 1.A精子和卵子发生的场所分别是睾丸和卵巢，受精作用的场 所是输卵管，A错误；当精子③与3（卵细胞膜）接触的瞬间， 卵细胞膜外的透明带会迅速发生生理反应，阻止后来的精子 (如精子①)进入2（透明带），B正确；当精子②入卵后，卵细 胞膜会立即发生生理反应，拒绝其他精子（如精子③）进人卵 内，C正确：当精子进入卵细胞膜后，卵细胞完成减数分裂Ⅱ， 排出第二极体后，形成雌原核，在透明带和卵细胞膜之间观察 到两个极体的现象可作为受精的标志，D正确。 任务二 合作探究 1.提示：桑甚胚囊胚原肠胚 2.提示：有丝分裂卵裂细胞的数量不断增加，但胚胎总体 积并不增加 3.提示：开始出现细胞分化的阶段是囊胚期。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.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。胚胎卵裂期的总体积不变，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 2 定：该过程中有机物总量减少，因为细胞一直通过呼吸作用消 耗有机物，但不从外界吸收。 5.提示：早期胚胎发育消耗卵细胞提供的营养物质，囊胚期细胞 开始分化，透明带破裂，滋养层细胞从母体吸收营养物质，使 胚胎继续发育。 典例剖析 例：B受精卵形成囊胚的过程中，主要发生了卵裂，卵裂过程 中，每个细胞的体积不断缩小，细胞的总体积并不增加，A错 误：受精卵发育为桑葚胚的过程是在透明带内完成的，B正 确：早期胚胎发育中所需原料来自卵黄，幼体所需原料主要 来自母体，C错误：开始出现细胞分化是在囊胚期，D错误。 变式训练 2.C囊胚阶段沿透明带内壁扩展和排列的细胞（滋养层细胞） 将发育成胎膜和胎盘，A正确；囊胚阶段聚集在胚胎一端的内 细胞团，将来发育成胎儿的各种组织，B正确：高等哺乳动物 细胞的分化开始于囊胚阶段，桑葚胚阶段还没有发生细胞分 化，C错误：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，D正确。 课堂达标巩固训练 1.B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正确；精子的细胞膜与卵细胞膜融 合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：精子人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。 2.D精子和卵细胞的结合过程发生在雌性动物的输卵管中，A 正确；②过程是受精卵的卵裂，通过有丝分裂进行，B正确；a 时期为囊胚期，此时细胞开始出现分化，C正确：b时期为原肠 胚时期，胚胎的孵化过程发生在囊胚期，D错误。 3.(1)减数分裂互换 (2)C胚胎早期发育 (3)囊胚内细胞团胎儿的各种组织滋养层 【解析】(1)题图1中A过程表示减数分裂产生生殖细胞的 过程，A过程中生物可产生变异，变异之一是基因重组，非同 源染色体间的自由组合和四分体中非姐妹染色单体发生互换 均可导致基因重组。(2)题图2是胚胎早期发育过程，发生在 图1中C阶段。(3)题图2中，「表示囊胚，①是内细胞团，将 来发育成胎儿的各种组织。②是滋养层细胞。 第2课时胚胎工程技术及其应用 必备知识自主梳理 一、1.(1)胚胎分割(2)繁殖潜力 2.MⅡ离心(1)卵母细胞的采集MⅡ(2)离心精 子获能(3)培养液体外受精(4)①繁殖能力②胚胎 微思考 提示：除去精浆，有利于精子获能。输卵管。 3.(1)体外受精同种的生理状态相同（2)超数排卵 收集胚胎胚胎移植(3)①雌性优良个体②繁殖周期 ③超数排卵 微思考 提示：不一定相同，因为这两个胚胎可能由不同的受精卵发育 而来。 25076 课时小结 原理：动物体细胞核具有全能性 动物 体细胞核 体细 过程 胞核 去核卵 重构胚→重组胚胎→胚胎移植→代孕母体 移植 母细胞 物 技术 应用：畜牧业、医药卫生等领域 夯基提能作业 请同学们认真完成练案[9] 第3节」 胚胎工程 第1课时 胚胎工程的理论基础 课标要求 学科核心素养 1.生命观念：运用结构与功能观，说明精子和卵子的准 备和受精过程。 简述胚胎形成经过了受精及胚胎早2.科学思维：采用模型与建模等方法，理解受精和胚胎 期发育等过程。 早期发育的过程。 3.科学探究：通过探究受精和胚胎早期发育的规律，能 够提出在此过程中所需的适宜条件。 必备知识自主梳理 日受精 1.胚胎工程 (1)概念 对 或 进行多种显微操作和处理，然后将获得的胚胎 移植到雌性动物体内生产后代，以满足人类的各种需求。 (2)主要技术 和 等。 2.受精 (1)概念 ∽ 结合形成 (即受精卵)的过程，包括受精前的准备阶段和受精 阶段。 (2)场所 在自然条件下，哺乳动物的受精在 内完成。 077 (3)准备阶段 ①精子的结构 ②精子获能 a.原因：刚刚排出的精子 立即与卵子受精。 b.场所： ③卵子的结构 ④卵子的准备 a.原因：卵子一般在排出 h后才能被精子穿入。动物排出的卵子成熟程度不同，有 的可能是 卵母细胞，如马、犬等，有的可能是 卵母细胞，如猪、羊等。 b.成熟场所： c.成熟时期： (4)受精阶段 雄原核 第一极体 _雌原核 放出第二极体 0 ①过程A为获能后的精子与卵子相遇，精子释放出 溶解卵细胞膜外的一些结构，穿 越 ②过程B为精子的细胞膜与卵细胞膜融合， 发生生理反应，阻止后来的精子进入 ③过程C为精子入卵， 发生生理反应，拒绝其他精子再进入卵内。 a.精子变化：精子原有的核膜破裂并形成一个新的核膜，比原来的精子的核 ,叫作 b.卵子变化：卵子完成减数分裂Ⅱ，排出第二极体后，形成 ④过程D为雌、雄原核相向移动，核膜消失，这个含有两个染色体组的合子就是 ⑤过程E为受精结束， 开始发育。 )微思考 通常哺乳动物射出的精子数以万计，却只有一个精子与卵子结合，怎样理解这一现象？ 078 台胚胎早期发育 1.场所 2.过程 受精卵 ①细胞分裂方式： 卵裂 ②细胞的数量 ,但胚胎的总体积 桑葚胚：卵裂产生的子细胞逐渐形成致密的细胞团，形似 胚胎一端的细胞→ →胎儿的各种组织。 囊胚：细胞逐渐分化 沿透明带内壁扩展和排列的细胞( )→胎膜和胎盘。 胚胎的内部出现了含有液体的 孵化：囊胚进一步扩大，会导致 破裂，胚胎从其中伸展出来。 原肠胚：形成 →各种组织、器官。 》】自我检测 1.精子和卵子相遇结合形成受精卵的部位是子宫。 ( 2.精子和卵子都需要经过获能才能进行受精作用。 3.动物排出的卵子成熟程度不同，都要在输卵管中进一步发育到MⅡ期才具备受精能力。( ) 4.受精包括受精前的准备阶段和受精阶段，在自然条件下，哺乳动物的受精在子宫内完成。( ) 5.囊胚期细胞还没有分化。 ( 6.原肠胚变大导致透明带破裂而孵化出来。 ) 7.胚胎发育的场所是输卵管。 ) 8.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。 ( 合作探究能力提升 任务一：分析受精过程 ●情境解读 图形情境：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。阅读教材，观察图示并回答相关问题： 卵细胞膜 透明带 雄原核 雌原核 第 第一极体 核 极体 放出第二极体 ①精子穿越卵细 ②精子接触③精子入卵后形成雄原 胞膜外的结构 卵细胞膜核：同时卵子完成减数 ④雌，雄原核靠近⑤核膜消失，第一次卵裂即将开始 (如透明带等)】 分裂Ⅱ，释放第二极体 后形成雕原核 哺乳动物受精过程示意图 ●079 ●合作探究 1.刚排出的卵子具有受精能力吗？为什么？ 2.受精过程中卵子的哪些结构发生生理反应可以防止多精入卵？这有什么意义？ 3.受精的标志和受精完成的标志分别是什么？ 4.精子与卵细胞的结合，体现了细胞膜具有什么功能？ ○典例剖析 例下列有关哺乳动物精子.卵子的发生及受精作用的叙述，错误的是 A.精原细胞和卵原细胞都可通过有丝分裂的方式增加数量 B.精子获能后，才具有与处于MⅡ期的卵母细胞受精的能力 C.精子入卵后，透明带会迅速发生生理反应，阻止其他精子入卵 D.卵子受精的标志是在卵细胞膜和透明带的间隙出现两个极体 》变式训练 1.如图是受精过程部分图解，据图分析下列叙述错误的是 A.精子和卵子发生的场分别是睾丸和卵巢，受精作用的场所是子宫 B.当精子③与3接触的瞬间，精子①就不能进入2 C.当精子②入卵后，精子③就不能进入卵内 D.在2中观察到两个极体的现象可作为受精的标志 080 ●归纳提升 1.受精阶段的主要变化 过程 主要变化 第一步：精卵相遇 释放多种酶，溶解卵细胞膜外的一些结构 第二步：精子接触卵细胞膜 透明带发生生理反应（防止多精入卵的第一道屏障） 卵细胞膜发生生理反应（防止多精入卵的第二道屏障），雌、雄原 第三步：精子入卵 核形成 第四步：受精卵形成 雌、雄原核靠近，核膜消失，形成合子（受精卵） 2.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)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。 (3)受精的标志是观察到两个极体或雌、雄原核，受精完成的标志是雌、雄原核的融合。 任务二：分析胚胎早期发育过程中的相关变化 ●情境解读 图形情境：如图为哺乳动物胚胎早期发育的过程。 囊胚腔 f●●-●●0带@ 2细胞4细胞8细胞】Ⅱ透明带 ●合作探究 1.图中所示胚胎的名称：I表示 ,Ⅱ表示 ,Ⅲ表示 2.图中a、b过程中，细胞的分裂方式为 ,这种早期分裂称为 ,其特点是 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？ 4.胚胎发育卵裂期细胞中有机物、DNA的含量和细胞体积有什么特点？为什么？ 081 5.结合精子和卵子的特点及早期胚胎的发育过程，分析早期胚胎发育过程中营养物质的来源是 什么？ ●典例剖析 例 如图表示高等动物的个体发育过程，下列说法正确的是 受精卵→桑葚胚→囊胚☐→原肠胚○→幼体 性成熟的个体 A.受精卵卵裂形成囊胚的过程中，每个细胞体积不断增大 B.受精卵发育为桑葚胚的过程是在透明带内完成的 C.在胚胎发育过程中，幼体所需要的原料全部来自卵黄 D.原肠胚时期开始出现细胞分化 》变式训练 2.下列有关早期胚胎发育过程中各阶段的叙述，错误的是 A.滋养层细胞将发育成胎膜和胎盘 B.内细胞团可发育成胎儿的各种组织 C.高等哺乳动物细胞的分化开始于桑葚胚阶段 D.胚胎从透明带中伸展出来的过程发生于囊胚阶段 ●归纳提升 1.胚胎早期发育过程 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 卵裂期 细胞在透明带中进行有丝分裂，细胞数量不断增加，胚胎的总体积不增加 桑葚胚 卵裂产生的子细胞形成致密的细胞团，形似桑葚 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 成胎膜和胎盘)》 囊胚 ②出现囊胚腔 ③透明带破裂，胚胎从其中伸展出来（即孵化）》 原肠胚 分化为内胚层、中胚层和外胚层三个胚层 细胞分裂 细胞分化 发育过程图示 O●●●● 受精卵+2细胞→4细胞→8细胞+桑葚胚→囊胚→原肠胚 卵裂期 082 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 课堂达标巩固训练 1.如图表示精子入卵后，发生（或引起的）一系 B.②过程通过有丝分裂进行 列变化形成受精卵的过程，下列叙述错误的是 C.a时期细胞开始出现分化 D.b时期胚胎可发生孵化过程 精子 X 形成第二道屏障 3.图1为某高等动物生活史示意图，图2为图1 尾部脱离核膜破裂 形成雄原核 中某阶段部分过程。请据图回答下列问题： 后 形成雌原核 受精 成体三原始生殖细胞A气 1精子 A.图中X指卵细胞膜反应，Y指卵子完成减 2卵子 D 数分裂Ⅱ 幼体 受精卵· B B.精子的细胞膜与卵细胞膜融合便发生了X, 图1 防止多精入卵 2 C.精子入卵主要指精子的头部外膜与卵细胞 图2 膜融合 (1)图1中A过程表示 过程，若 D.雌、雄原核充分发育后，相向移动，继而合 A过程中生物可产生变异，则原因之一是 并成一个细胞核 该过程的四分体中非姐妹染色单体发生 2.如图为某哺乳动物受精作用及胚胎发育过程 了 导致基因重组。 示意图，据图分析下列相关叙述错误的是 (2)图2是图1中 (填字母)阶段部 ( 分过程，该过程表示 精子 巴受精卵②桑葚胚③日①口一→幼体 (3)在图2中，f表示 ,①是 卵细胞 将来发育成 0 ②是 A.①过程发生在雌性动物的输卵管中 细胞。 课时小结 胚胎工程概念 胚胎 含义 工程 胚胎早期发育：受 输卵管 场所 受精 的理 精卵→卵裂→桑善 准备阶段 胚→囊胚→原肠胚 过程 受精阶段 础 夯基提能作业 请同学们认真完成练案[10】