第2章 第3节 第1课时 胚胎工程的理论基础（学生版）-【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复习（人教版）

第二章细胞工程 第3节 胚胎工程 第1课时) 胚胎工程的理论基础 iwm兴 课标内容要求 核心素养对接 简述胚胎形成经过的受精 生命观念：通过受精过程的学习，认同生命的结构与功能观 及早期发育等过程 科学思维：归纳与概括胚胎发育过程中不同时期的细胞特点 教材梳理。预新知 ◆[基础梳理] (2)受精阶段 一、受精 在精子触及卵细胞膜的瞬 精子穿越透明带反应间，卵细胞膜外的透明带 1.胚胎工程 透明带 发生反应，防止多精入卵。 (1)操作对象： 进入卵 细胞膜 卵细胞膜反应：防止多精入卵。 (2)过程及目标：进行显微操作和处理，将获得 精子脱尾形成 原核形成 卵子完成 形成 的胚胎移植到雌性动物体内生产后代，以 和融合 雌雄原核融合形成 满足人类的各种需求。 二、胚胎发育 (3)技术种类：体外受精、 1.卵裂期特点 技术。 (1)细胞分裂方式为 (2)细胞的数量不断 (4)实质：在体外条件下，对 和 (3)胚胎的总体积 进行的模拟操作。 2.早期胚胎发育的几个阶段及特点 2.受精 (1)桑葚胚：卵裂产生的子细胞逐渐形成致密 (1)概念： 与 结合形成合子 的细胞团，形似 (2)囊胚：细胞开始出现 的过程。 将来发育成胎儿的各种组织， (2)场所： 将来发育成 和 ,出现囊胚 3.受精的过程 腔。囊胚进一步扩大，透明带破裂，胚胎从其 (1)准备阶段： 中伸展出来，这一过程称为 ◆[基础诊断] ①准备阶段1—精子获能： (1)精子和卵子相遇结合形成受精卵的部位是输 场所：雌性动物的 卵管。 () ②准备阶段2—卵子的准备： (2)卵裂阶段的细胞分裂方式包括有丝分裂和减 动物排出的卵子成熟程度不同，有的可能 数分裂。 () (3)卵裂阶段细胞中有机物、DNA的含量增 是初级卵母细胞，有的可能是次级卵母细 多，细胞体积增大。 胞，都要在输卵管内发育到 (4)囊胚阶段滋养层细胞发育成胎儿的各种 ,才能受精。 组织。 ( 47· 生物·选择性必修第三册 互动探究。克疑难 疑难点一受精 1.受精前的两个准备阶段 3.受精的意义：维持每种生物前后代体细胞染 (1)精子获能：精子必须在雌性动物的生殖道 色体数目的恒定，对于生物的遗传和变异十 发生相应的生理变化后，才获得受精能力 分重要。 的生理现象。 ◆[互动探究] (2)卵子的准备：不同动物排出的卵子成熟程 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？ 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 MⅡ期，才具有与精子受精的能力。 2.受精时多个精子能同时进入同一个卵细胞 2.受精阶段 吗？为什么？ (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 3受精卵中的遗传物质父母双方各占一半，对吗？ 和融合。具体过程如下： 过程 主要变化 获能后的 在精子触及卵细胞膜的瞬间，卵细 ◆[对点训练] 精子接触 胞膜外的透明带发生透明带反应， 1.如图为男性曲细精管横切面模式图，表示由 卵细胞膜 这里防止多精入卵的第一道屏障 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 ) 卵细胞膜会立即发生一种生理反 管壁基底层 应，拒绝其他精子再进入卵内，这种 精子入卵 生理反应称为卵细胞膜反应。这是 ⑧—c 防止多精入卵的第二道屏障 o⊙o0-d 令9￥ 精子入卵后，尾部脱离，原有的核 父大二管腔 膜破裂，随后形成新的核膜，最后 A.细胞a B.细胞b 形成原核 形成雄原核；精子入卵后被激活 C.细胞c D.细胞d 的卵子完成减数第二次分裂，排 2.关于受精过程的叙述错误的是 出第二极体后，形成雌原核 A.获能后的精子与卵子相遇后，释放顶体 雄、雌原核充分发育后，相向移动， 酶穿过透明带进入放射冠 彼此接触，二者体积缩小、合并，两 B.卵子需发育到MⅡ期才能受精 融合 C.精子与卵细胞膜相互融合，精子入卵 组核染色体合为一组，形成一个含 D.雄原核形成的同时，卵子完成减数第二 二倍染色体的合子（受精卵） 次分裂 ·48· 第二章细胞工程 ◆[易错警示] (2)受精的标志是在透明带和卵细胞膜之间观 受精过程认识的三个误区 察到两个极体，而受精完成的标志为雌、雄 原核的融合。 (1)成熟的精子并不代表具有受精能力，必须 (3)雌、雄原核不能理解成卵子、精子原来的 获能后才具备受精能力。 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)囊胚开始出现细胞分化，其中内细胞团细 2.过程 胞具有全能性。 发育 (3)原肠胚中出现胚层分化，全能性降低。 特 点 过程 ◆[互动探究] 如图为哺乳动物的生殖和个体发育过程，请据 受 受精卵形成后即在输卵管内进行有丝 图回答下面的问题： 卵 分裂，开始发育 ③ ④ 受精卵 ·囊胚一 ② →胎儿④、成体 桑 卵裂产生的子细胞形成的细胞团，没 →I →Ⅱ 胚 有分化 1.个体发育的起点是什么？ 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 2.何谓卵裂？此时期细胞有何特点？ 发育为胎膜和胎盘)； 囊胚 ②出现囊胚腔； ③透明带破裂，胚胎从中伸展出来（即 3.细胞出现分化的时期是哪个阶段？最初分 孵化) 化为哪些结构？ ①分化为内胚层、中胚层和外胚层三 原肠胚 个胚层： ◆汇对点训练] ②出现原肠腔 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 全能细胞 细胞分化 发育 ( 过程 四⑧⑧器 A.细胞进行有丝分裂，所有细胞均具有全 受精卵-2细胞胚+4细胞胚+8细胞胚→桑葚胚一→囊胚 ◆原肠胚 图示 能性 卵裂期 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 3.细胞全能性与早期胚胎发育各阶段的关系 断减少 (1)桑葚胚期以前的细胞具有全能性，即每一 D.所有细胞的相对表面积减小，核物质（质 个细胞都有发育成完整胚胎的潜能。 量)与质物质比值增大 ·49· 生物·选择性必修第三册 2.下列能正确表示高等动物胚胎发育顺序 ◆汇知识归纳] 的是 ( 早期胚胎发育时各阶段的特点 A.受精卵→卵裂→囊胚→原肠胚→组织器 桑葚胚之前的胚胎细胞只进行细胞分裂，不需 官的分化 要从外界获取营养物质；囊胚期细胞开始出现 B.卵→卵裂→囊胚→原肠胚→组织器官的分化 分化，透明带破裂，开始从外界吸收营养物质， C.受精卵→囊胚→原肠胚→幼体 并且中间出现囊胚腔；原肠胚时期出现胚层分 D.受精卵→卵裂→桑葚胚→囊胚→原肠胚→ 化，并且出现原肠腔。 组织器官的分化 课堂自测⊙固双基 1.下列关于哺乳动物受精和发育的叙述正确 4.科学家通过将大熊猫的细胞核植入去核的兔 的是 ( 子卵细胞中，克隆出一批大熊猎胚胎。下列有 A.雌性动物排卵后遇精子即可完成受精 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 B.胚胎发育至囊胚时期已经开始了细胞分 具有相同的遗传信息 化，这是由于基因开始进行选择性表达 B.兔子卵细胞的细胞质不能激发大熊猫细 C.动物卵细胞形成过程始于初情期后 胞的细胞核表现出全能性 D.动物个体发育过程是受精卵→卵裂→桑 C.在形成早期胚胎的过程中，依次经历了卵 葚胚→囊胚→原肠胚→幼体 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 2.动物的受精过程包括下列基本步骤，其受精 进行减数分裂 作用的实质是 5.如图表示哺乳动物胚胎发育过程的几个阶 A.精子和卵子相互识别 段，请据图回答问题： B.精子头部侵入卵细胞内 C.精子和卵子结合 D.精核和卵细胞核互相融合 3.下列关于受精过程及胚胎发育的叙述错误 的是 ( (1)写出各个阶段的名称。A: A.精子、卵细胞的相互识别保证了同种精 ,B: 卵结合 (2)B时期开始出现 B.受精过程的核心是精子、卵细胞核物质 (3)[2]将来发育成 (4)动物胚胎是由合子经有丝分裂形成的， 的融合 合子只由一个精子和卵子结合，防止多精入 C.第一次卵裂产生的子细胞失去了细胞全 卵受精的两道屏障分别是 能性 D.卵裂期细胞数量增加，但胚胎总体积并 C温馨提西 不增加，或略有缩小 学习至此，请完成配套训练 ·50·生物·选择性必修第三册 新植株，属于无性繁殖，能保持亲本的遗传特性，属于个体水 平的克隆，C正确：某肿瘤细胞体外培养形成一个细胞系，原 理是细胞增殖，属于细胞水平的克隆，D正确。] 5.解析：进行动物体细胞核移植需用去核的卵母细胞作受体细 胞，原因是卵母细胞体积大，易操作，营养物质丰富，而且细 胞质中含有激发细胞核全能表达的物质。重组细胞能够培 育为动物体，表明动物细胞核具有全能性，克隆动物属于无 性繁殖。线粒体位于细胞质中，小牛d的细胞质主要来源于 普通奶牛a,因此成年后的小牛d没有产奶量高的优良 性状。 答案：(1)显微操作去核梯度离心紫外光短时间照射 (2)卵母细胞体积大，易操作，营养物质丰富，且细胞质中含 有激发细胞核全能性表达的物质 (3)受精卵无性繁殖(4)不具有线粒体基因一般通过 细胞质遗传给后代而小牛d的细胞质主要来自普通奶牛 第3节胚胎工程 第1课时胚胎工程的理论基础 教材梳理·预新知 基础梳理 一、1.(1)生殖细胞受精卵早期胚胎(3)胚胎移植胚胎 分割(4)动物自然受精早期胚胎发育条件2.(1)精子 卵子(2)输卵管3.(1)生殖道MⅡ期 (2)雄原核减数分裂Ⅱ雌原核受精卵 二、1.(1)有丝分裂(2)增加(3)并不增加2.(1)桑葚 (2)分化内细胞团滋养层细胞胎膜胎盘孵化 基础诊断 (1)/(2)×(3)×(4)× 互动探究·克疑难 疑难点一互动探究 1.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.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.提示：不对。受精卵中染色体上的遗传物质效亲各占一半， 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.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条（减数第二次分裂前期和中期）或46条（减数 第二次分裂后期)：细胞d为精子，含有的染色体数目为 23条。] 2.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MⅡ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。] 疑难点二互动探究 1.提示：受精卵。 2.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.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。 ·1 对点训练 1.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.D「高等动物胚胎发育顺序：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。] 课堂自测·固双基 1.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MⅡ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.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.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,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.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 第2课时胚胎工程技术及其应用 教材梳理·预新知 基础梳理 一、1.人工操作受精早期胚胎移植2.体外受精3.MⅦ 获能处理4.培养液5.卵母细胞受精 6.动物繁殖能力胚胎移植 二、1.(1)体外受精(2)同种生理状态(3)提供胚胎 (4)接受胚胎(5)转基因核移植体外受精2.遗传性状 优良、生产能力强超数排卵人工授精胚胎同期发情 有健康的体质和正常繁殖能力发情移植胚胎 0