第2章 第3节 第1课时 胚胎工程的理论基础-【金版新学案】2025-2026学年高中生物选择性必修3 生物技术与工程同步课堂高效讲义教师用书word（人教版，单选）

本讲义聚焦胚胎工程理论基础，系统梳理受精（含获能、透明带反应等阶段）和早期胚胎发育（卵裂期至原肠胚）的核心过程，构建从配子结合到胚胎分化的完整知识链，为学生提供清晰学习支架。 资料通过活动探究（如分析受精屏障意义）、归纳总结（卵裂期物质变化表）及思维导图整合知识，培养科学思维与探究实践能力。课中助力教师引导学生深化理解，课后通过自我诊断和针对练习帮助学生查漏补缺，强化生命观念。

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.说明胚胎的形成经过了受精及发育等过程。　2.简述受精和早期胚胎发育的基本过程。 任务一　受精和受精阶段 1.胚胎工程的定义 2.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：在自然条件下，哺乳动物的受精在输卵管内完成。 (3)过程 　　受精卵细胞核中的遗传物质一半来自精子，一半来自卵子；但其细胞质中的遗传物质几乎全部来自卵子。 　　(源于教材P56“相关信息”)刚排出的精子不能立即与卵子受精，使精子获能的方法有哪些？直接利用雌性动物的生殖道使精子获能；将精子培养在人工配制的获能液中使其获能等。获能液的成分因动物种类不同而有所差异，常见的有效成分有肝素、Ca2＋载体等。 【自我诊断】 1.胚胎工程操作的对象可以是生殖细胞、受精卵或早期胚胎细胞。 (√) 2.刚刚排出的精子不能立即与卵子受精，必须在输精管中发生相应的生理变化后才能获得受精能力。 (×) 3.防止多精入卵的机制有透明带反应和卵细胞膜反应。 (√) 4.精子入卵后，被激活的卵子才能完成减数分裂Ⅱ。 (√) 5.在自然条件下，受精在子宫中完成。 (×) 学生用书⬇第65页 [活动1]　深入理解受精和受精阶段 材料：受精过程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，并回答相关问题。 (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)刚排出的卵子具有受精能力吗？为什么？ 提示：不具有。卵子在受精前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)受精的标志是观察到两个极体或雌、雄原核。 (4)阻止多精入卵受精的生理反应有哪些？有什么意义？ 提示：两道屏障，一是透明带反应，二是卵细胞膜反应。阻止多精入卵，保证受精卵中染色体数目与亲代体细胞染色体数一致，从而保证遗传的稳定性。 【归纳总结】 1.受精阶段——四步曲 2.受精过程中的“两大反应”和“两道屏障” 3.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；排卵是指卵子从卵泡中排出，而不是卵泡从卵巢中排出。 (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)受精的标志≠受精完成的标志：受精的标志是在透明带和卵细胞膜之间观察到两个极体或观察到雌、雄原核；而受精完成的标志是雌、雄原核融合。 (4)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。 针对练1.(2025·福建莆田高二期中)受精过程的顺序为(　　) ①第一次卵裂开始　②雌、雄原核相向移动，彼此靠近，核膜消失，形成受精卵　 学生用书⬇第66页 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.①③④⑤② B.③④②⑤① C.④⑤①③② D.③④⑤②① 答案：D 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→卵细胞膜发生生理反应→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→第一次卵裂开始，故选D。 针对练2.如图表示精子入卵后，发生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指卵细胞膜反应，Y指卵子的减数分裂Ⅱ B.经图中Y过程只形成了雌原核 C.精子入卵主要指精子的头部外膜与卵细胞膜融合 D.精子入卵后精子的尾部留在外面，并在溶酶体的作用下自溶 答案：B 解析：X表示卵细胞膜反应，是阻止多精入卵的第二道屏障，Y表示减数分裂Ⅱ，在受精过程中卵子完成减数分裂Ⅱ，A正确；经图中Y过程，除形成雌原核外，还形成第二极体，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；精子入卵后，尾部留在外面并在溶酶体的作用下自溶，D正确。 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的细胞膜与卵细胞膜融合时；卵细胞膜反应发生在精子入卵后。 (2)从生理作用看：透明带反应可阻止多个精子穿越透明带，是阻止多精入卵的第一道屏障；卵细胞膜反应是阻止多精入卵的第二道屏障。 任务二　胚胎早期发育 　　囊胚后期，透明带破裂，胚胎孵化出来，发育场所渐渐由输卵管转入子宫。 　　(源于教材P59“思考·讨论”)将体外培养的小鼠胚胎移植到母鼠子宫时，应选择至少发育到什么阶段的胚胎？小鼠应选择至少发育到桑葚胚阶段的胚胎进行移植。 【自我诊断】 1.胚胎发育早期，有一段时间是在透明带内进行分裂，细胞的数量不断增加，胚胎的总体积也不断增加。 (×) 2.受精卵通过卵裂产生的子细胞逐渐形成致密的细胞团，形似桑葚，称为桑葚胚。 (√) 3.内细胞团位于囊胚的一端，将来发育形成胎盘和胎膜；滋养层细胞沿透明带内壁扩展和排列，将来发育形成胎儿的各种组织。 (×) 4.孵化是指囊胚进一步扩大导致滋养层破裂，胚胎从其中伸展出来的过程。 (×) 5.囊胚孵化后发育形成的原肠胚，具有外胚层，内胚层和中胚层三个胚层，这三个胚层将逐渐分化形成各种组织、器官等。 (√) 学生用书⬇第67页 [活动2]　详解胚胎发育过程 材料：合子形成后即在输卵管内进行有丝分裂，开始发育，如图为哺乳动物发育过程的几个阶段。 结合图示回答相关问题： (1)A、B、C分别处于什么阶段？ 提示：桑葚胚、囊胚、原肠胚。 (2)图中的②和③两个空腔是同一个结构吗？ 提示：不是，②和③分别是囊胚腔和原肠腔。 (3)细胞分化开始出现于哪个时期？①部分的细胞将来形成什么结构？ 提示：细胞分化开始出现于B(囊胚)时期；①部分的细胞将来形成胎膜和胎盘的一部分。 (4)早期胚胎的发育过程中，卵裂时细胞的体积和所有的细胞体积之和有何变化？ 提示：卵裂过程中，细胞只分裂而不生长，所以每个细胞的体积越来越小，但总体积并不增加。 【归纳总结】 1.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 2.掌握胚胎发育各个时期的特点 (1)高等动物的个体发育过程包括胚胎发育和胚后发育，胚胎发育的起点是受精卵，终点是成熟的胎儿；胎儿出生后的发育过程属于胚后发育。因此，高等动物个体发育的起点是受精卵，终点是性成熟的个体。 (2)受精卵是新生命的第一个细胞，其全能性最高。动物细胞全能性随分化程度的提高而越来越难以表现。 (3)桑葚胚及以前阶段的每一个细胞都具有发育成完整个体的潜能。 (4)囊胚阶段细胞开始出现分化，囊胚阶段的内细胞团细胞具有发育的全能性。 (5)原肠胚阶段细胞进一步分化，已分化形成外、中、内三个胚层。 3.图解胚胎早期发育的过程 针对练3.(2024·天津高二期末)下图表示的是蛙的受精卵发育至囊胚的过程中，DNA总量、每个细胞体积、所有细胞体积之和、有机物总量的变化趋势(横坐标表示发育时间)。其中正确的是(　　) A.①② B.①③ C.②④ D.③④ 答案：A 解析：受精卵发育至囊胚的过程主要是通过卵裂实现的，卵裂是受精卵进行连续的有丝分裂，每一次分裂都发生染色体的复制，从分子水平上看，它包括DNA的复制和有关蛋白质的合成，所以随着细胞数目的增加，DNA分子总量也呈指数形式增长，①正确；在卵裂过程中，随细胞数目的增加，每个细胞的体积在逐渐变小，囊胚的总体积与受精卵的大小相似，且囊胚中还出现了囊胚腔，因此所有细胞体积之和并不增加，②正确，③错误；蛙的胚胎发育所需的营养物质来自受精卵中的卵黄，在卵裂过程中，细胞不断分裂需要消耗大量能量，能量是通过细胞氧化分解有机物提供的，在此过程中，胚胎不能从外界摄入有机物，故有机物总量逐渐减少，④错误。综上所述，A正确。 学生用书⬇第68页 早期胚胎发育认识的三个误区 (1)误认为子宫是唯一的发育场所。受精卵形成后即在输卵管内进行有丝分裂，输卵管为受精卵发育的最初场所。 (2)误认为胚胎发育过程中胚胎体积一直在增大。卵裂时期胚胎总体积并不增加，每个细胞的体积在减小。 (3)误认为胚胎发育过程中有机物总量在增加。早期胚胎发育消耗卵细胞提供的营养物质，有机物总量减少，但有机物种类增加。 针对练4.(2025·江苏高二期中)右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的一部分 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 答案：C 解析：图中②是滋养层细胞，将来发育成胎盘和胎膜的一部分，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。 思维导图 要语必背 1.受精是精子与卵子结合形成合子的过程，包括受精前的准备阶段和受精阶段。卵子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.阻止多精入卵的两道屏障：(1)透明带反应；(2)卵细胞膜反应。 3.囊胚期形成的内细胞团，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的一部分。 4.囊胚进一步扩大，透明带破裂，胚胎从其中伸展出来，这一过程叫作孵化。 1.(2024·江西宜春高二开学考试)下列有关受精作用及胚胎发育的说法，正确的是(　　) A.阻止多精入卵的两道屏障是核膜反应和透明带反应 B.卵裂期胚胎中细胞数目和有机物总量在不断增加 C.桑葚胚从透明带中伸展出来的过程称为“孵化” D.卵子是否受精的标志是卵细胞膜和透明带之间是否出现两个极体 答案：D 解析：阻止多精入卵的两道屏障是透明带反应和卵细胞膜反应，A错误；卵裂期胚胎中细胞数目在不断增加，而有机物的总量因为细胞呼吸消耗而减少，B错误；囊胚从透明带中伸展出来的过程称为“孵化”，C错误；卵子是否受精的标志是卵细胞膜和透明带之间是否出现两个极体，受精完成的标志是雌、雄原核融合，D正确。 2.(2024·江苏淮安高二期末)下列有关受精过程的说法，不正确的是(　　) A.精子的细胞膜和卵细胞膜相互融合依赖于细胞膜的流动性 B.精子在雌性动物的生殖道中获能后才能参与受精 C.受精过程中透明带和卵细胞膜都会发生相应生理反应来阻止多精入卵 D.精子入卵后，保留原有的核膜，细胞核体积增大成为雄原核 答案：D 解析：精子入卵后，尾部脱离，原有的核膜破裂并形成一个新的核膜，最后形成一个比原来精子的核还大的雄原核，D错误。 3.(2025·河北廊坊一中月考)如图表示某种哺乳动物受精作用及早期胚胎发育的部分过程。下列有关叙述正确的是(　　) A.图1中各细胞内的核DNA分子数目与体细胞中相同 学生用书⬇第69页 B.图2和图3中的极体都将继续分裂 C.图4中各细胞具有发育的全能性 D.图1到图4的过程发生在输卵管和子宫中 答案：D 解析：图1中精子和卵子内的核DNA分子数目相同，比体细胞减少一半，A错误；图2和图3中的第一极体一般不进行减数分裂Ⅱ，第二极体不能再分裂，B错误；图4结构表示原肠胚，原肠胚的细胞已经失去了全能性，这些细胞在特定的信号和环境条件下，可以进一步分化成特定的细胞类型，C错误；图1到图3的过程发生在输卵管，图4的形成发生在子宫中，D正确。 4.(2025·四川成都阶段练习)如图为受精作用及胚胎发育示意图，a、b代表两个发育时期，下列叙述正确的是(　　) A.a、b分别表示原肠胚和囊胚 B.受精卵的遗传物质一半来自精子，一半来自卵子 C.在桑葚胚阶段胚胎的内部开始出现含有液体的腔 D.受精卵早期分裂时，胚胎中细胞数目不断增加，但胚胎的总体积并不增加 答案：D 解析：根据胚胎的发育过程可知，a是囊胚，b是原肠胚，A错误；受精卵的核遗传物质一半来自精子，一半来自卵子，而质遗传物质几乎全部来自卵细胞，B错误；胚胎发育到囊胚阶段，胚胎内部开始出现含有液体的腔，C错误；受精卵早期分裂时，胚胎中细胞数目不断增加，但胚胎的总体积并不增加，D正确。 5.(2025·惠州期末)某实验室通过提高小鼠胚胎干细胞pSTAT3基因的表达水平，体外制备出桑葚胚样全潜能细胞(桑葚胚样细胞)。该细胞在分子水平及发育潜能上均具有自然胚胎桑葚胚期细胞特性，并在体外成功模拟了小鼠胚胎发育至原肠胚阶段。根据该研究，下列叙述错误的是(　　) 注：pSTAT3基因是调控胚胎发育的关键基因。 A.桑葚胚样细胞可诱导发育至囊胚期 B.诱导桑葚胚样细胞时，基因的碱基序列和表达的情况都发生改变 C.囊胚期细胞重置至桑葚胚样细胞的过程类似于脱分化 D.据图推测，桑葚胚发育成囊胚的过程中，pSTAT3基因的表达水平下降 答案：B 解析：实验室在体外成功模拟了小鼠胚胎发育至原肠胚阶段，而胚胎发育的过程为受精卵→桑葚胚→囊胚→原肠胚→成熟的胎儿，因此桑葚胚样细胞可诱导发育至囊胚期，A正确；诱导桑葚胚样细胞时，基因的碱基序列并未发生改变，B错误；胚胎发育至囊胚期即开始了细胞分化，因此囊胚期细胞重置至桑葚胚样细胞的过程类似于脱分化，C正确；由题图可知，提高囊胚内细胞团细胞的pSTAT3基因的表达后，细胞可重置至桑葚胚样细胞，因此推断桑葚胚发育成囊胚的过程中，pSTAT3基因的表达水平下降，D正确。 6.(创新情境)羔羊胚胎移植技术是集诱导羔羊卵泡发育技术、体外受精、胚胎移植等技术为一体的胚胎生物技术体系，主要用于提高优良品种的繁殖速度和遗传品质，其技术流程如图所示。回答下列问题： (1)为获得更多的卵子，对甲羊注射激素使其超数排卵，该激素作用的靶器官是　　　　。 (2)为保持亲子代之间染色体数量的稳定，在受精阶段，卵细胞只允许一个精子进入。卵细胞防止多精入卵的机制是　　　　　　和　　　　　　　　。已知线粒体中的蛋白质主要由核基因编码。在受精前后，卵细胞线粒体中蛋白质的组成有差异，原因是 　　　　　　　　　　　　　。 (3)将获得的受精卵进行培养，早期胚胎一般发育至　　　　　　　期移入受体母羊子宫内。在胚胎移植前，可通过　　　　　　技术获得较多胚胎。移植的早期胚胎能在丙羊的子宫内存活，其生理基础是　　　　　　　。 答案：(1)卵巢/性腺　(2)透明带反应　卵细胞膜反应　线粒体蛋白质主要由核基因编码，卵细胞受精后，接受了精子的核基因　(3)桑葚胚或囊胚　胚胎分割　受体不会对供体的胚胎发生免疫排斥反应 解析：(1)促性腺激素作用的靶器官是卵巢(或性腺)，它能促进卵巢产生更多的卵子，实现超数排卵。所以甲羊注射激素使其超数排卵，该激素作用的靶器官是卵巢(或性腺)。(2)卵细胞防止多精入卵有两道屏障，第一道是透明带反应，精子的细胞膜与卵细胞膜融合时，会产生阻止后来精子进入透明带的生理反应；第二道是卵细胞膜反应，精子入卵后，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。已知线粒体中的蛋白质主要由核基因编码，在受精前后，卵细胞线粒体中蛋白质的组成有差异，是因为卵细胞受精后，接受了精子的核基因，精子的核基因表达后影响了线粒体中蛋白质的组成。(3)进行胚胎移植时，早期胚胎一般发育至桑葚胚或囊胚期才移入受体母羊子宫内，此时胚胎的分化程度相对较低，移植成功率较高。在胚胎移植前，可通过胚胎分割技术，将早期胚胎分割成多个胚胎，从而获得较多胚胎。移植的早期胚胎能在母羊的子宫内存活，其生理基础是受体不会对供体的胚胎发生免疫排斥反应，使得胚胎能在受体子宫内正常生长发育。 学科网（北京）股份有限公司 $