学年高二生物人教版选修3文档专题3 胚胎工程 31 Word版含答案Word格式.docx
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2.精子的发生
(1)场所:
在睾丸内完成。
(2)时期:
从初情期开始到生殖机能衰退。
(3)过程:
完善以下三个阶段
3.卵子的发生
在雌性动物的卵巢内完成。
动物的胚胎在性别分化以后。
(3)完善以下过程
卵原细胞
有丝分裂
初级卵母细胞
减数第一次分裂
次级卵母细胞和第一极体
减数第二次分裂
卵子和第二极体
合作探究
1.精子变形时,细胞中很多结构都会消失,为什么细胞核和线粒体会保留下来?
答案 细胞核是精子遗传物质的储存场所,而线粒体则是精子进行有氧呼吸产生能量的主要场所。
2.关于卵子发生的思考
(1)卵泡和初级卵母细胞是什么关系?
一个卵泡中能形成几个成熟的卵子?
答案 初级卵母细胞被卵泡细胞包围,形成卵泡。
正常情况下,一个卵泡只能形成一个成熟的卵子。
(2)排卵是指卵子从卵泡中排出,还是指卵泡从卵巢中排出?
刚排出的卵是成熟的卵子吗?
答案 排卵是指卵子从卵泡中排出。
刚排出的卵子尚未完全成熟,一般仅完成减数第一次分裂,需要在输卵管内进一步成熟,直到减数第二次分裂的中期才能与精子结合完成受精过程。
(3)不同动物排出的卵子成熟程度相同吗?
答案 不同。
有的动物排出的可能是初级卵母细胞(如马、犬等),有的可能是次级卵母细胞(如猪、羊等)。
3.精子和卵子发生的比较
(1)精子和卵子在发生上的重要区别是什么?
答案 哺乳动物卵泡的形成和在卵巢内的储备,是在出生前(即胎儿时期)完成的,这是精子和卵子在发生上的重要区别;
而精子的发生是从初情期开始。
(2)精子和卵子的发生场所有什么不同?
答案 精子发生的三个阶段都在睾丸内;
卵子发生的场所不唯一,MⅠ在卵巢中,MⅡ在输卵管中。
1.下图表示高等动物卵子的发生过程,请据图回答有关问题:
(1)图中A是____________,B是____________,E(过程)是指________,阶段C是指个体发育的________(时期),阶段D是指个体发育的________(时期)。
(2)当观察到第二极体时,可以表明_________________________________________
________________。
(3)能发生染色体的着丝点分裂的阶段是______________________________________
(填序号)。
问题导析
(1)回顾知识:
卵子发生的过程为:
;
场所是卵巢。
(2)明确图中数字和字母的含义:
图中①为有丝分裂,可增加卵原细胞的数量,卵原细胞进一步演变为初级卵母细胞;
②③④为减数分裂,只有在受精后,次级卵母细胞才能最终完成减数第二次分裂,因此E是受精,B是合子;
卵泡的形成是在胎儿期,减数分裂是从初情期后开始的,因此阶段C为胎儿期,阶段D为初情期后。
答案
(1)第一极体 合子 受精 胎儿期 初情期后
(2)卵子已经完成了受精 (3)①④
一题多变
精子开始形成的时期是________,精子形成过程中不同于上图卵子形成过程的最主要区别是需要________________________________________________________________________,
精子形成过程保留下来的主要结构是________和________。
答案 初情期 变形 细胞核 线粒体
二、受精
1.场所:
输卵管
2.受精过程
(1)受精前的准备阶段
①精子获能:
精子在雌性动物的生殖道内获能。
②卵子的准备:
在输卵管中发育到MⅡ中期。
(2)受精阶段
1.某同学认为:
陆生生物起源于水生生物,只要将哺乳动物的卵子和精子同时放入水溶液中,自然会受精融合形成受精卵。
你认为这句话对吗?
为什么?
答案 不对。
精子必须首先获能,卵细胞也必须在输卵管内发育成熟,然后才能发生受精作用。
2.精子和卵子在什么部位结合?
结合的标志是什么?
答案 精、卵在输卵管内结合。
结合的标志是卵细胞膜和透明带的间隙出现两个极体。
3.受精过程中防止多精入卵的屏障有哪些?
其意义是什么?
答案 防止多精入卵的屏障有两个:
透明带反应、卵细胞膜反应。
其意义是保证子代细胞中染色体数目正常。
4.受精完成的标志是什么?
答案 雌雄原核融合形成合子标志着受精完成。
2.在受精过程中,下列说法正确的是( )
①精子必须发生顶体反应,释放顶体酶 ②顶体酶可使精子穿过放射冠、透明带、卵细胞膜 ③卵细胞恢复并很快完成了第一次成熟分裂 ④精子和卵细胞的细胞核分别形成雄原核和雌原核 ⑤透明带反应防止了多精子入卵受精的发生
A.①②⑤B.①④⑤C.②③④D.②④⑤
问题导析
(1)受精过程包括:
精子穿越放射冠和透明带、进入卵细胞膜、原核形成和配子结合。
(2)防止多精入卵受精的两道屏障:
答案 B
解析 在受精过程中,精子与卵子相遇时,精子顶体释放顶体酶,溶解卵丘细胞间的物质,形成精子穿越放射冠的通道,之后与卵细胞膜接触,随即产生阻止后来精子进入透明带的反应;
当精子接触卵细胞膜后,卵细胞膜立即发生拒绝其他精子再进入卵内的生理反应;
在受精过程中,卵子已经完成了MⅠ分裂,且处于MⅡ分裂中期,只有完成受精作用后,才继续完成MⅡ分裂,受精后精子和卵子核膜都破裂,之后形成的雄原核、雌原核再融合在一起,即形成合子。
3.如图是某种哺乳动物的生殖和发育的过程图解,请据图回答:
(1)写出A、B所示生理过程的名称:
A________;
B________。
(2)在A过程中卵子的形成需要经过两次分裂,减数第一次分裂是在雌性动物________前后完成的,减数第二次分裂是在________过程中完成的;
精子细胞需变形才能成为成熟的精子,精子细胞的________变为精子头部的主要部分,________发育为精子头部的顶体,________演变为精子的尾。
(3)B过程是在雌性动物的________中完成的。
精、卵结合过程中,阻止多精子入卵的两道屏障分别是____________和____________。
(4)在C过程中,细胞分裂的方式是________分裂。
答案
(1)减数分裂 受精作用
(2)排卵 精、卵结合 细胞核 高尔基体 中心体 (3)输卵管 透明带反应 卵细胞膜反应 (4)有丝
精子各部分在受精过程中分别有什么作用?
答案 ①顶体:
顶体反应形成精子穿越放射冠和透明带的通路。
②头:
精卵结合后,控制遗传特性和代谢活动。
③尾:
运动,使精子穿越放射冠、透明带到达卵细胞膜。
④线粒体鞘:
为尾部运动提供能量。
三、胚胎发育
1.最初发育场所:
输卵管(以后移入子宫)
2.卵裂期及其特点
(1)卵裂期:
胚胎早期发育有一段时间在透明带内进行。
(2)特点
①分裂方式:
有丝分裂;
②细胞体积:
缩小;
③细胞数目:
不断增加;
④胚胎总体积:
不变或略有缩小。
3.孵化:
胚胎发育到出现囊胚腔的时期,称为囊胚期。
此时的囊胚进一步扩大,会导致透明带破裂,胚胎从中伸展出来,这一过程称为孵化。
4.早期胚胎发育的几个阶段及特点
(1)桑椹胚:
胚胎细胞数目达到32个左右,这一阶段前的每个细胞都属于全能细胞
↓
(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
(3)原肠胚:
内细胞团表层的细胞形成外胚层,下方的细胞形成内胚层,出现原肠腔
1.胚胎发育过程中全能性最高的阶段、开始分化的阶段分别是什么时期?
答案 受精卵;
囊胚。
2.胚胎发育的营养物质来自哪里?
答案 早期胚胎发育的营养物质来自卵子,后期通过胎盘从母体吸收营养物质。
3.胚胎发育卵裂阶段细胞中有机物、DNA的含量和细胞体积有什么特点?
答案 卵裂阶段细胞中有机物减少、DNA的含量增多、细胞体积减小。
从受精卵到囊胚阶段总体积不变或略有缩小,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,因为一直呼吸消耗但不从外界吸收。
4.下图表示高等动物的个体发育过程,判断下列说法中正确的是( )
A.图中①过程表示胚胎发育,胚胎发育是在子宫中进行的
B.受精卵卵裂过程中,每个细胞的体积不断增大
C.桑椹胚期的胚胎从透明带中伸展出来,称孵化
D.①过程的细胞分裂方式是有丝分裂
问题导析
(1)胚胎发育是指受精卵发育成为幼体,卵子和精子在输卵管完成受精后,发育也就开始了,因此胚胎发育的初期是在输卵管中进行的。
(2)受精卵卵裂过程中,分裂后的每个细胞的体积越来越小。
(3)早期胚胎发育过程中,囊胚期由于细胞增殖使细胞数量增多,且出现了囊胚腔,因此体积进一步扩大,会从透明带中伸展出来,这一过程叫做孵化。
答案 D
如图表示哺乳动物胚胎发育过程的几个阶段,请据图回答下列问题:
(1)本题图中A、B、C阶段中,对应上题图①过程中囊胚和原肠胚的是__________________。
(2)写出图中各标号的名称:
[2]________,[4]________,[5]________,[7]________,[8]________。
(3)A时期的细胞具有发育上的________性,B时期开始出现____________,C时期开始出现____________。
(4)[2]将来发育成______________________________________________________。
(5)动物胚胎是由合子经有丝分裂形成的,合子只能由一个精子和卵子结合的生理基础是________________________________________________________________________。
答案
(1)B、C
(2)内细胞团 囊胚腔 外胚层 原肠腔 内胚层 (3)全能 细胞分化 胚层分化 (4)胎儿的各种组织 (5)透明带反应和卵细胞膜反应
解析
(1)图中A是桑椹胚,B是囊胚,C是原肠胚。
(2)图B中[1]是滋养层,[2]是内细胞团,[3]是透明带,[4]是囊胚腔;
图C中[5]是外胚层,[6]是滋养层,[7]是原肠腔,[8]是内胚层。
(3)桑椹胚细胞具有全能性;
囊胚期开始出现细胞分化,已分化为滋养层细胞和内细胞团;
原肠胚已有胚层分化,分化为外胚层、内胚层,在内、外胚层之间将形成中胚层。
(4)内细胞团将来发育为胎儿的各种组织,滋养层细胞将来发育为胎膜和胎盘。
(5)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。
1.下列不是精子和卵子发生区别的是( )
A.初级精母细胞和初级卵母细胞在个体发育过程中的形成时间
B.MⅠ和MⅡ的时间连续性
C.成熟生殖细胞是否经过变形
D.成熟生殖细胞中染色体的数量
解析 初级精母细胞是在雄性动物初情期开始后由精原细胞分裂形成,而初级卵母细胞是在胎儿期形成的;
精子的形成过程中减数分裂是连续的,卵子产生通过MⅠ形成次级卵母细胞,在精子和卵子结合过程中才完成MⅡ;
精子形成还需要变形,卵子不需要变形;
成熟的精子和卵子都是减数分裂形成的,都含有亲本体细胞一半数目的染色体。
2.下列过程中,哪些发生在精子入卵后( )
①精子继续完成减数第二次分裂 ②精子发生顶体反应 ③发生卵细胞膜反应 ④卵子完成减数第二次分裂,形成雌原核
A.③④B.①③④C.②③D.①④
答案 A
解析
3.受精过程完成的标志是( )
A.释放第二极体
B.雌、雄原核形成
C.雌、雄原核融合形成合子
D.第一次卵裂
答案 C
解析 雌、雄原核充分发育后,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合子,即受精卵,至此受精过程完成。
4.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.受精卵→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→桑椹胚→囊胚→原肠胚→组织器官的分化
解析 受精卵在卵裂期后按照桑椹胚、囊胚、原肠胚、组织器官的分化顺序发育。
5.某高等生物生殖发育周期如下图所示,请据图回答下列问题:
(1)生物个体发育是从____________开始的,主要进行________分裂,发育成熟后,通过[ ]________产生配子。
(2)图中B过程是__________________,哺乳动物的该过程是在____________中进行的。
(3)A、B两过程的重要意义是__________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案
(1)受精卵 有丝 A 减数分裂
(2)受精 输卵管 (3)保持生物亲代和子代体细胞中染色体数目的恒定,对生物的遗传和变异具有重要意义
解析
(1)受精卵是生物个体发育的起点,发育过程中主要进行有丝分裂,成熟个体通过A过程,即减数分裂产生配子。
(2)B指受精过程,哺乳动物的受精过程是在雌性动物的输卵管中进行的。
(3)受精作用保证了亲子代体细胞中遗传物质的相对稳定,对生物的遗传和变异具有重要意义。
[基础过关]
1.下列关于精子形成过程的叙述,错误的是( )
A.细胞核变为精子头的主要部分
B.高尔基体发育为头部的顶体
C.中心体演变成精子的尾
D.线粒体退化消失
解析 细胞核和线粒体都是精子结构中重要的部分。
其中细胞核是遗传物质储存和复制的场所,也是参与精卵结合和后代遗传特性与细胞代谢活动的控制中心。
而线粒体则是精子进行有氧呼吸分解营养物质、产生运动能量的场所,精子的线粒体在精子形成过程中,集中于尾的基部形成线粒体鞘,是精子维持生存和提供运动能量的“动力工厂”。
2.次级卵母细胞的减数第二次分裂完成于( )
A.排卵前,在卵巢内B.受精前,在输卵管内
C.排卵后,在腹腔内D.受精时,在输卵管内
解析 雌性动物在胎儿时期卵巢内的卵原细胞通过有丝分裂增加其数量,演变为初级卵母细胞,被卵泡细胞包围形成卵泡,初级卵母细胞经过减数分裂变为成熟的卵子。
减数第一次分裂是在排卵前后完成的,结果产生了一个次级卵母细胞和一个第一极体。
减数第二次分裂是在精子和卵子结合过程中完成的。
3.下列关于高等哺乳动物受精与胚胎发育的叙述,正确的是( )
A.绝大多数精卵细胞的识别具有物种特异性
B.卵裂球细胞的体积随分裂次数的增加而不断增大
C.囊胚的滋养层细胞具有发育全能性
D.原肠胚发育分化形成内外两个胚层
解析 胚胎发育的卵裂期,卵裂球的总体积基本不变,因此细胞的体积会随着分裂次数的增加而不断减小。
囊胚的滋养层细胞不具有发育全能性,只能发育成胎盘和胎膜,内细胞团细胞才具有发育全能性。
原肠胚发育分化形成内、中、外三个胚层。
4.下列关于高等动物受精作用的叙述,错误的是( )
A.在卵细胞膜和透明带之间观察到两个极体说明卵子已受精
B.在精子和卵子结合的过程中,卵子完成减数第二次分裂
C.精子细胞膜与卵子细胞膜融合依靠了细胞膜的结构特点
D.精子与卵子相遇后,会发生顶体反应,防止多精入卵
解析 获能的精子与卵子相遇时,首先发生顶体反应,使顶体内的酶释放出来,顶体酶可直接溶解卵丘细胞之间的物质,形成精子穿越放射冠的通路。
防止多精入卵的屏障是透明带反应和卵细胞膜反应。
5.精子获能与下列哪项有关( )
A.精子的尾部摆动
B.呼吸作用
C.雌性生殖道的运动
D.雌性生殖道中某种物质的作用
6.下列细胞,哪一个代表已经完成受精的卵子( )
解析 卵细胞受精的标志是卵细胞膜和透明带的间隙可观察到两个极体,故选C项。
7.实验证明,下列胚胎发育到哪一阶段时,每一个细胞都属于全能性干细胞( )
A.桑椹胚以前B.囊胚以后
C.原肠胚以前D.孵化或出生前的胚胎
解析 桑椹胚以前的细胞还没有分化,每个细胞都具有发育成完整胚胎的潜能。
8.能够发育成胎膜和胎盘的是( )
A.内细胞团B.滋养层
C.外胚层D.内胚层
解析 由滋养层发育为胎儿的胎盘和胎膜。
[能力提升]
9.下图表示蛙的受精卵发育至囊胚过程中,几项指标的变化趋势,其中正确的是( )
A.①②B.①③C.②④D.①④
解析 随受精卵的发育,DNA不断复制,呈指数增加,故①正确;
蛙受精卵细胞在卵裂时,随着有丝分裂的进行,细胞数量增加,所以细胞核的总质量不断增加,但是胚胎的总体积并不增大,所以核质比将不断上升,故②、③错;
在该发育过程中,有机物总量不断减少,故④正确。
10.如图是牛囊胚示意图,下列有关该图的叙述错误的是( )
A.透明带是初级卵母细胞在减数第一次分裂时形成的
B.囊胚腔是一个充满液体的腔
C.内细胞团将来分化成内胚层
D.滋养层将来发育成胎膜和胎盘
解析 内细胞团将来发育成胎儿的各种组织。
11.下图表示精卵相遇示意图,仔细读图,请据图回答下面的问题:
(1)写出各部分名称:
①________;
②________;
③______________________________________________________
__________;
④____________;
⑤________。
(2)精子与卵子相遇,________内的酶释放出来,可直接溶解________之间的物质,形成精子穿越________的通路。
当精子触及卵细胞膜的瞬间,会产生阻止后来精子进入透明带的生理反应,称为________________________________________________________。
(3)精子入卵后,形成一个新的核即________________________________________。
与此同时,被激活的卵子完成减数第二次分裂,排出________后形成________。
(4)当________________________________________________________________________,
受精过程至此结束。
答案
(1)透明带 放射冠(卵丘细胞) 减数第二次分裂中期的卵子细胞核 第一极体 卵细胞膜
(2)顶体 卵丘细胞 放射冠 透明带反应
(3)雄原核 第二极体 雌原核 (4)雌、雄原核充分发育,彼此融合形成合子
解析 当精子触及卵细胞膜的瞬间,会产生阻止后来精子进入透明带的生理反应,即透明带反应,而不是卵细胞膜反应;
受精过程完成的标志是雌、雄原核融合形成合子。
12.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)哺乳动物精子和卵细胞在________中完成受精作用。
(2)哺乳动物个体发育的起点是________,其胚胎发育的整个过程在________________中完成。
(3)图示Ⅰ过程为__________,Ⅱ过程为__________。
(4)图中“?
”处应为________,内细胞团出现于________时期。
(5)过程①需经过多次细胞分裂才能完成,请在下图中绘出该过程中每个细胞的体积、核DNA含量与时间的关系。
答案
(1)输卵管
(2)受精卵 输卵管和子宫 (3)胚胎发育 胚后发育 (4)原肠胚 囊胚 (5)如图所示
解析
(1)哺乳动物的受精作用及胚胎早期细胞分裂在输卵管中进行。
(2)受精卵是个体发育的起点,整个胚胎发育过程在输卵管和子宫内完成。
(3)图示Ⅰ、Ⅱ过程分别表示胚胎发育及胚后发育。
(4)图示“?
”处应为原肠胚,内细胞团应出现于囊胚期,卵裂期每个细胞的体积将逐渐减小,每个细胞的核DNA含量不变。
13.下图表示哺乳动物精子和卵子发生和成熟的示意图。
请据图回答下列问题:
(1)请写出①②③④表示的过程:
①____________;
②____________;
③____________;
④________________________。
(2)雄性动物精子产生的时期是________________________________。
雌性动物卵泡的形成是在__________完成的,这是精子和卵子在发生上的重要区别。
(3)初级卵母细胞进行Ⅰ过程是在雌性动物__________时期完成的,Ⅱ过程是在__________过程中完成的。
(4)④过程在________内完成,条件是精子必须经过________处理,卵子必须达到__________________期。
答案
(1)有丝分裂 减数分裂 变形作用 受精作用
(2)从初情期直到生理机能衰退 出生前(胎儿期)
(3)排卵前后 受精作用 (4)输卵管 获能 减数第二次分裂中
解析 图中①是有丝分裂,②是减数分裂,③是精子的变形,④是受精作用。
受精前必须做的准备是精子获能和卵子发育到MⅡ中期。
[走进高考]
14.(2015·
四川卷,2)精子内的顶体由溶酶体特化而来。
精卵识别后,顶体膜与精子细胞膜融合,释放溶酶体酶使卵子外层形成孔洞,以利于精卵融合形成受精卵。
下列叙述正确的是( )
A.顶体内储存的溶酶体酶是在精子的溶酶体中合成的
B.精子游向卵子所需的能量来自线粒体和细胞质基质
C.顶体膜和精子细胞膜融合
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