1、版生物高考大一轮复习第十单元现代生物科技专题第34讲胚胎工程学案北师大版第34讲胚胎工程考纲要求1.动物胚胎发育的基本过程与胚胎工程的理论基础()。2.胚胎干细胞的移植()。3.胚胎工程的应用()。考点一生殖细胞的形成与胚胎的发育1.生殖细胞的形成(1)精子的发生精子的形态结构精子结构一般都可以分为头、中段和尾3部分。精子的头部主要由一个囊状的顶体和变形的细胞核构成。顶体内含有多种与受精有关的水解酶，细胞核中染色体高度浓缩，含有雄性动物的全部遗传信息，细胞质很少。精子发生的过程a.场所：睾丸。b.过程i.增殖期：精原细胞通过有丝分裂增殖，一部分贮藏于曲细精管中继续增殖，另一部分进入生长期。ii
2、.生长期：进入生长期的精原细胞长大成为初级精母细胞。iii.成熟期：初级精母细胞进行连续两次分裂。iv.精子形成期：附睾中的精子一般没有受精能力，只有当精子头部的糖蛋白被分解后精子才能具备受精能力。精子发生的激素调节：雄激素的作用主要是刺激雄性生殖器官和精子的发育与成熟，激发并维持第二性征。(2)卵细胞的发生卵细胞的形态结构：卵细胞的细胞膜外周由内向外依次是透明带、放射冠，细胞质多，核糖体十分丰富。卵细胞发生的过程a.场所：卵巢中的卵泡。b.过程i.增殖期：哺乳动物在胚胎期完成性分化后，雌性胎儿的原始生殖细胞就分化为卵原细胞。这些卵原细胞最后一次有丝分裂后发育为初级卵母细胞。初级卵母细胞进一步
3、发育，并被卵泡细胞包围形成原始卵泡。ii.生长期：雌性哺乳动物性成熟以后，原始卵泡中的初级卵母细胞陆续再次进入生长发育状态，此时其细胞体积不断增大，随后进入成熟期。iii.成熟期：随着卵泡的成熟，卵泡内的初级卵母细胞，经减数分裂形成一个次级卵母细胞和一个很小的第一极体。对多数哺乳动物来说，次级卵母细胞继续进行减数分裂，但它停止在分裂中期阶段。卵细胞发生的激素调节：卵泡刺激素(FSH)可促进卵母细胞的生长和发育，并和黄体生成素(LH)一起使卵泡细胞释放更多的雌激素促进卵泡生长，LH增高会引起排卵。2.胚胎的发育(1)受精作用含义：是两性配子结合形成一个新细胞合子的过程。场所：哺乳动物是体内受精的
4、。过程：当精子和卵细胞接触时，精子发生顶体反应，释放出水解酶，将卵细胞的透明带分解，从而进入卵细胞内。与此同时，精子接触卵黄膜时，卵细胞被激活，释放出一种物质传播到卵黄表面，引起透明带发生改变，阻止后来的精子入卵，所以哺乳动物多是单精子入卵的。(2)胚胎发育的过程场所：卵细胞在输卵管中与精子受精结合。受精卵形成后，在输卵管中开始了有丝分裂的进程。早期胚胎发育包括3个阶段a.桑椹胚：受精卵开始进行的几次有丝分裂，较普通有丝分裂快得多，称为卵裂。当卵裂球分裂到1632个细胞时，细胞紧密连接成为一个细胞团，此时叫桑椹胚。当卵裂球内含有28个细胞时，其中的每一个细胞都具有全能性，可以发育成一个完整的个
5、体。这时的每一个细胞都可以做胚胎移植的核供体。b.囊胚：桑椹胚继续发育，细胞分泌液体，在胚胎内部形成空隙，逐渐变大成为囊胚腔，并出现细胞定位现象，一端细胞个体较大，形成密集的内细胞团；另一面只有环透明带一排细胞叫做滋养层，此时的胚胎叫囊胚。c.原肠胚：囊胚进一步发育，内细胞团外的滋养层退化，内细胞团裸露形成胚盘，在胚盘的下方衍生出内胚层，经过变化又出现了第三个胚层，它插入到上下胚层之间，称为中胚层。这时的胚胎叫原肠胚。1.有关精、卵细胞的发生及受精的判断(1)精子和卵子的发生都是在胚胎期就开始的()(2)卵子形成过程中，减数分裂和减数分裂是连续的()(3)排卵是指卵泡从卵巢中排出()(4)附睾
6、中的精子一般不具有受精能力()(5)透明带发生改变可防止多精入卵()2.有关早期胚胎发育的判断(1)卵裂球细胞的体积随分裂次数增加而不断增大()(2)卵裂期胚胎中细胞数目和有机物总量在不断增加()(3)在胚胎发育过程中，细胞的分化出现在桑椹胚期()(4)内细胞团将来发育成胎膜和胎盘()如图表示哺乳动物发育过程的几个阶段，据图分析：(1)A、B、C的名称分别是什么？提示桑椹胚、囊胚、原肠胚。(2)图中的4和7两个空腔是同一个结构吗？提示不是，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。
7、(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，但总体积并不增加或略有缩小。命题点一精、卵细胞的发生与受精过程分析1.下列不是精子、卵子发生的区别的是()A.初级精母细胞、初级卵母细胞的形成时间 B.减数分裂和减数分裂的时间连续性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目答案D解析初级精母细胞的形成时间是从初情期到生殖机能衰退，初级卵母细胞的形成时间是在胚胎出现性别分化后，A项正确；精子形成过程中，减数分裂和减数分裂在时间上是连续的，而卵细胞形成过程中，减数分裂和减数分裂在时间上是不连续的
8、，B项正确；精子的形成过程需要变形，卵细胞的形成过程不需要变形，C项正确；精子和卵细胞中的染色体数目相同，都是体细胞的一半，D项错误。2.(2018贵阳第一中学联考)如图表示高等动物卵子的发生过程，请据图回答下列有关问题：(1)图中A是_，B是_，E是_。(2)精子形成过程不同于卵子形成过程的最主要特征是_，该过程保留的主要结构是_和_。(3)当观察到两个极体时，表明_。(4)能发生染色体的着丝点分裂的阶段是_(填序号)。(5)阶段C发生的场所是_。答案(1)第一极体合子精子(2)需要变形细胞核线粒体(3)卵子已经完成了受精(4) (5)卵巢解析(1)图中为卵原细胞增殖(有丝分裂)并演变为初级
9、卵母细胞的过程；为减数分裂，只有在受精时，次级卵母细胞才能最终完成减数第二次分裂，因此E是精子，B是合子；阶段C为卵泡的形成。(2)精原细胞经过减数分裂，产生精子细胞，精子细胞需要经过变形过程才能形成精子(卵子形成不需要变形)，精子细胞中很多结构会消失，而细胞核和线粒体则会保留下来。(3)当观察到两个极体时，表明卵子已经完成了受精。(4)染色体的着丝点分裂可发生在有丝分裂后期和减数第二次分裂后期，即图中的。(5)阶段C(卵泡的形成)发生在卵巢内。命题点二早期胚胎发育过程的分析3.下图表示高等动物的个体发育过程，下列说法正确的是()A.图中过程表示胚胎发育，过程表示胚后发育B.受精卵卵裂处于囊胚
10、形成的过程中，每个细胞的体积不断增大C.兔子、雄鹰和眼镜蛇在个体发育过程中会出现羊膜D.原肠胚是进行胚胎移植的最好时期答案C解析由受精卵发育为幼体的过程是胚胎发育，由幼体发育为成体的过程是胚后发育，A项错误；卵裂形成的囊胚总体积基本不变，而每个细胞的体积减小，B项错误；兔子、雄鹰和眼镜蛇分别是哺乳类、鸟类和爬行类动物，都是真正的陆生脊椎动物，羊膜和羊水能保证其胚胎发育所需的水环境，还具有防震和保护作用，C项正确；原肠胚期已发生了细胞的分化，最好在早期胚胎时进行移植，如牛、羊一般在桑椹胚或囊胚阶段移植，而其他生物要在更早阶段进行，D项错误。4.如图表示哺乳动物发育过程的几个阶段，请据图回答下列问
11、题：(1)写出各个阶段的名称：A：_，B：_，C：_。(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_。答案(1)桑椹胚囊胚原肠胚(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)完整的胚胎解析(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
12、内、外胚层之间将形成中胚层。(4)内细胞团将发育为完整的胚胎，滋养层将发育为胎儿的胎膜和胎盘。考点二胚胎工程实验技术1.人工授精和胚胎体外培养(1)人工授精精子的获取a.采精：常用人工采集的方式采集精液。b.精液的保存：通常需要加入特殊的稀释液，并在低温下保存。卵细胞的获取a.获取场所：可以从卵巢中采集处于不同发育时期的卵细胞，也可以从输卵管或子宫内采集卵细胞。b.超数排卵：指人为注射外源促性腺激素，促使卵巢排出较正常情况下更多的成熟卵细胞。c.采卵技术：有手术采卵(冲洗输卵管采卵)和非手术采卵(子宫冲卵)两种方法。(2)体外授精体外培养条件：利用化学药物(咖啡因、肝素等)使精子达到获能状态，
13、这样才能够穿入到卵细胞内部。含义：采取雌性动物的卵细胞和雄性动物的精子，使其在试管中受精。过程：取出成熟附睾精子，放入培养液中，在CO2培养箱内放置2 h，使精子活力增强；采集成熟的卵细胞，放入含有精子的卵细胞培养液中，6 h后检查受精情况。(3)显微授精含义：是将完整精子或精核用显微操作仪注入卵周隙或卵胞质，激活卵母细胞并完成受精作用。优点：显微授精过程不受精子的数量、活力等因素的影响。(4)胚胎体外培养含义：胚胎体外培养是应用人工创造的环境，对获取的早期胚胎进行体外培养。要求：进行胚胎体外培养时，必须配制一系列含有不同成分的培养液，培养不同发育时期的胚胎。2.胚胎移植技术(1)胚胎移植前的
14、准备胚胎的采集a.胚胎的来源：一种是采用超数排卵技术(简称超排)，以增加可用卵的数量；另一种是利用体外授精技术培育胚胎。b.要求：胚胎移植的整个过程必须迅速准确，并保持无菌操作。供体、受体动物的准备a.供体的选择：应先从那些遗传性能优良而稳定的健康母畜中选择，然后再根据营养情况、繁殖力、年龄、发情周期、对超数排卵的反应及自然排卵是否正常等指标来进一步选择理想的供体群，并建立严格的供体档案。b.受体的选择：原则上选择那些生产性能较低、数量较多、健康无病、发情周期正常的适龄母畜作为移植受体。c.要求：进行胚胎移植时要求受体母畜的发情同步化。胚胎的保存胚胎保存是指在一定条件下使胚胎停止发育并保持重新恢复发育活性的一种方法。(2)胚胎移植的实施手术法a.适宜动物：一般用于中小型的动物。b.过程特点：不同的动物和胚胎细
