【本讲教育信息】
一、教学内容
体内受精与早期胚胎发育——受精和早期胚胎发育
二、良好开端
本节重点：哺乳动物的受精过程；哺乳动物的胚胎发育。
本节难点：1、哺乳动物受精过程中精子的获能、顶体反应、透明带反应、卵黄膜封闭作用的概念和生理功能；
2、哺乳动物胚胎发育各阶段的主要特点。
三、成功之旅
【知识点1】受精作用
（一）概念：精子和卵子结合形成合子（即受精卵）的过程。
（二）场所：在自然条件下，受精是在雌性的输卵管内完成的。
（三）过程：它包括受精前的准备阶段和受精阶段。
1、受精前的准备阶段：
（1）准备阶段1——精子获能：精子必须在雌性动物的生殖道内发生相应的生理变化后，才获得受精能力的生理现象。
①原因：雄性动物睾丸排出的精子虽然已经发育成熟，但不能立即与卵子受精，必须获能后才具备受精的能力。
②场所：雌性动物的生殖道内，主要是在子宫和输卵管内。
③机理：从精液组成上看包括两部分，即精子和精清（精浆），精清中含有一种能抑制精子获能的物质，因此，在一般情况下，精液中的精子无法获能。只有交配后精液进入雌性动物的生殖道内时，由生殖道产生一种物质解除对精子获能的抑制，才能引起精子获能。
（2）准备阶段2——卵子的准备
雌性动物卵巢的排卵是指卵子从卵泡中排出，排出的卵子并未成熟，且不同的动物排出的卵子成熟程度不同，有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，但它们都要在输卵管内进一步成熟，只有达到减数第二次分裂中期时，才具备与精子受精的能力。一般情况下，卵子排出后2-3小时才能被精子穿入。
2、受精阶段
哺乳动物的受精过程主要包括：精子穿越放射冠和透明带，进入卵黄膜，原核形成和配子结合4个步骤。
第一步：精子穿越放射冠和透明带。
获能的精子与卵子相遇时，首先发生顶体反应（如图所示），使顶体内的酶释放出来。放射冠是包围在卵子透明带外面的卵丘细胞群，精子所释放出来的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。穿过放射冠的精子立即与透明带接触，顶体酶随后将透明带溶出一条孔道，精子借自身的运动穿越透明带并接触卵黄膜。在精子触及卵黄膜的瞬间，会产生阻止后来的精子进入透明带的生理反应，这个反应称作透明带反应，它是防止多个精子进入透明带，引起多精入卵受精的第一道屏障。
第二步：精子进入卵黄膜。
只有穿过透明带的精子才能与卵黄膜接触。由于卵黄膜表面有大量的微绒毛，当精子与卵黄膜接触时，立即被微绒毛抱合，随后，精子外膜和卵黄膜相互融合，精子入卵。精子入卵后，卵黄膜会立即发生一种生理反应，拒绝其他精子进入卵内，这种生理反应称作卵黄膜封闭作用。卵黄膜封闭作用是防止多精入卵的第二道屏障。
第三步：原核形成（即雄原核形成和雌原核形成）。 精子入卵后的另一个变化是尾部脱离，并且原有的核膜破裂；随后，精子形成一个新的核膜，最后形成一个比原来精子核还大的核，叫做雄原核。与此同时，精子入卵后被激活的卵子完成减数第二次分裂，排出第二极体后，形成雌原核。雌原核一般略小于雄原核。
第四步：配子结合（即雌雄原核融合形成合子）。 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，两组染色体合为一组，形成一个含二倍染色体的合子，也就是受精卵。受精过程至此结束，受精卵的发育也由此开始。
例题1：（多选）防止多精入卵的屏障是
A. 顶体反应 B. 透明带反应
C. 卵黄膜封闭作用 D. 原有的核膜破裂形成新的核膜
解析：哺乳动物受精阶段包括精子穿越放射冠和透明带，进入卵黄膜，原核形成和配子结合。防止多精入卵的两道屏障是透明带反应和卵黄膜封闭作用。
答案：BC
【知识点2】哺乳动物的胚胎发育
合子即受精卵形成后即在输卵管内进行有丝分裂，开始发育。
1、卵裂期
胚胎发育的早期有一段时间是在透明带内进行的，这一时期称为卵裂期。其特点是：细胞分裂方式为有丝分裂，细胞的数量不断增加，但胚胎的总体积并不增加，或略有缩小。
2、桑椹胚
当胚胎细胞数目达到32个左右时，胚胎形成致密的细胞团，形似桑椹，叫做桑椹胚。实验证实，这一阶段前的每一个细胞都具有发育成完整胚胎的潜能，属于全能细胞。
3、囊胚
桑椹胚进一步发育，细胞开始出现分化。聚集在胚胎的一端，个体较大的细胞，被称为内细胞团，将来发育成胎儿的各种组织，而沿透明带内壁扩展和排列的、个体较小的细胞，称为滋养层细胞，它们将来发育成胎膜和胎盘。随着胚胎的进一步发育，胚胎的内部出现了含有液体的囊腔——囊胚腔，这个时期的胚胎叫做囊胚。囊胚进一步扩大，会导致透明带的破裂，胚胎从其中伸展出来，这一过程叫做孵化。
4、原肠胚
囊胚孵化后，再进一步发育，内细胞团表层的细胞形成外胚层，下方的细胞形成内胚层。这时的胚胎称为原肠胚，由内胚层包围的囊腔叫做原肠腔。滋养层则发育为胎儿的胎膜和胎盘。
具体过程可以归纳如下图：
值得一提的是：胚胎发育和个体发育并不是一回事！
个体发育的过程可归纳如下图：
例题2：我国首例“虎狮兽”2002年在南京红山动物园诞生，利用了雄虎的精子和雌狮的卵子“体外受精”而产生，完成这一过程需要解决的问题是
A. 精子在体外用获能物质处理 B. 用化学物质处理掉卵黄膜便于精子进入
C. 抽取精子、卵子的细胞核进行融合 D. 精子入卵后进行人工处理防止多精入卵
解析：精子获能后才具有受精能力，因此体外受精要给予获能处理；精子入卵后自然会形成两道屏障防止多精入卵，入卵后的另一变化是分别形成雄原核和雌原核，二者融合成合子后受精完成，而不是二者原有的细胞核的融合，因此，B、C、D没有必要。
答案：A
四、考点分析
胚胎工程是新课标教材新增加的内容，也是生物技术的重要组成部分，它越来越成为各国研究的重点和科技竞争的热点之一。本专题中的哺乳动物精子的获能以及受精过程就是考查的重点和难点内容，特别是内细胞团的全能性更是考查的重点和难点内容之一。虽然分值不高（4分左右），但涉及的知识点却较多，如精子获能、受精过程中防止多精入卵的两道屏障——透明带反应和卵黄膜封闭作用、内细胞团和滋养层等。有些知识点还很容易混淆，如透明带反应和顶体反应就不是一回事；精子获能并不是获得能量等等。请同学们在学习的过程中一定要搞清楚它们的本质区别，以免混淆。
五、小结
1、哺乳动物的受精过程
（1）精子的获能
（2）卵子的准备
（3）受精阶段：精子穿越放射冠和透明带、进入卵黄膜、原核形成和配子结合
2、早期胚胎发育过程
（1）卵裂：在透明带内进行的有丝分裂
（2）桑椹胚：细胞的全能性最高
（3）囊胚：细胞开始出现分化
（4）原肠胚：一孔二腔三胚层
【模拟试题】（答题时间：60分钟）
一、选择题
1. 关于受精过程的叙述错误的是
A. 获能后的精子与卵子相遇后，释放顶体酶穿过透明带进入放射冠
B. 透明带反应是防止多精入卵的第一道屏障
C. 精子与卵黄膜相互融合，精子入卵
D. 雄原核形成的同时，卵子完成减数第二次分裂
*2. 在动物的胚胎发育过程中，早期原肠胚的细胞从一个部位移植到另一个部位时，被移植的细胞能适应新的部位并参与那里的器官形成。但如果在原肠胚的末期，把未来发育为蝾螈下肢的部分移植到另一蝾螈胚胎不长下肢的部分，将发育为一条额外的腿。这说明
A. 原肠胚末期出现了组织和器官的形成 B. 细胞是全能的
C. 原肠胚末期出现了细胞分化 D. 原肠胚已经出现了三个胚层
3. 受精卵的细胞分裂称（ ）
A. 卵裂 B. 无丝卵裂 C. 第一次成熟分裂 D. 第二次成熟分裂
4. 在受精过程中（ ）
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入卵和多精受精的发生
A. ①②⑤ B. ①④⑤ C. ②③④ D. ②④⑤
5. 以下关于桑椹胚的说法不正确的是（ ）
A. 胚胎细胞达到32个左右，形似桑椹
B. 每一个细胞都具有发育成完整胚胎的潜能，即每个细胞都具有全能性
C. 良种母牛体内此时的细胞都有可能克隆出基因型完全相同的小牛，性别一定为雌性
D. 是由受精卵经有丝分裂产生的
6. 下列说法中正确的是
A. 卵裂期的细胞经过了细胞分裂，不再分化
B. 原肠胚的细胞属于全能干细胞
C. 囊胚腔先于原肠腔出现
D. 桑椹胚开始进行孵化
7. 动物的受精过程包括下列基本步骤，其实质是
A. 精子和卵子相互识别 B. 精子头部侵入卵子
C. 卵子和精子结合 D. 卵核和精核相互融合
*8. 研究表明，大多数动物如蛙的受精卵在卵裂期随着卵裂的进行胚胎的体积并不增大，但胚胎细胞核的总质量与细胞质的总质量比值（核/质）却发生变化。下列符合卵裂期核质质量比值变化趋势的示意图是
*9. 下列关于哺乳动物受精和发育的叙述正确的是
A. 雌性动物排卵后遇到精子即完成受精作用
B. 胚胎发育至囊胚时即已开始了细胞分化，这是由于基因开始进行选择性表达
C. 动物卵子的形成过程始于初情期后
D. 动物的个体发育过程是：受精卵→卵裂→桑椹胚→囊胚→原肠胚→幼体
*10. 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
A. 细胞进行有丝分裂，所有细胞均具有全能性
B. 每个细胞体积有所减小，胚胎的总体积增加
C. 胚胎有机物总量增加，细胞DNA总量不断减少
D. 所有细胞的相对表面积减小，核物质（质量）与质物质比值增大
二、非选择题
11. 下图为某女性在一次生殖过程中生出男孩甲和乙的示意图：
⑴ 图中产生精子的器官是 ；过程X卵子发生的场所是 ；过程X的发生对后代遗传物质的意义是 。
⑵ 过程Y的细胞分裂方式是 。
⑶ 人胚胎发育经历的时期是（用文字和箭头表示） ，其中，细胞分化最关键的时期是 。
*⑷ 已知个体甲控制某性状的基因型为Aa，乙为AA，其最可能的原因是 。
⑸ 若甲乙分别在两个自然环境差异很大的国家长大。举出一例两人一定相同的性状特征：
；举出一例两人可能不同的性状特征： 。
⑹ 已知甲为六指症（常染色体显性遗传病）的纯合子患者，结婚之前已通过外科手术将多余的手指切除，且他的婚配对象是正常指，则其子女是否患六指症？ ；说明原因
。
12. “试管婴儿”技术是通过将不孕夫妇的精子和卵子取出在试管中完成受精，并在试管中培养使其发育到如图所示的时期，再将胚胎移入女性子宫内发育成胎儿。它不仅使一部分不能生育的男女重新获得了生育的机会，也为人类的优生开辟了新的途径。据此回答：
⑴ “试管婴儿”技术在生物学上所依据的原理是
A. 有性生殖 B. 组织培养 C. 克隆技术 D. 基因工程
⑵ 人的受精卵通过卵裂，逐渐形成大量形态、功能不同的细胞、组织，并进而形成器官和系统。从细胞水平看，卵裂的分裂方式是 。
⑶ 下图所示的时期是胚胎发育的 期。
*⑷ 在该图的下一个时期，a细胞最可能成为 胚层的一部分。
*13. 胚胎发育的过程受到细胞核和细胞质、胚胎各细胞群之间的相互作用所制约。下图是施佩曼的三个实验，请分析回答：
注：灰新月区是指蝾螈受精卵上的一个浅灰色的半月形区带，该区属于细胞质的一部分
⑴ 1928年，德国学者施佩曼做了一个实验：他用较细的婴儿头发将蝾螈的受精卵结扎成两个半球状，其中的一个半球中含灰新月区和细胞核，另一个不含这个区带。结果前者发育成了胚胎，后者则不能。即使后者含有细胞核，细胞也不能分化，只能发育成没有一定形状的团块。该实验说明了 。
⑵ 施佩曼的第二个实验也是将受精卵结扎，两个半球都含有灰新月区，但一个半球含细胞核，另一个半球不含细胞核。结果有细胞核的半球能够进行正常的卵裂，没有细胞核的则不能卵裂。在16个或32个细胞的时期，他让一个细胞核通过结扎处进入无核的半球，结果这个半球也开始卵裂，并且发育成了正常胚胎。该实验说明了 ，结合你所学的知识分析其原因是 。
⑶ 施佩曼的第三个实验：将原肠胚的胚孔背唇（能发育成脊索，而脊索上方的外胚层细胞则分化成神经组织）切下来，移植到另一个正常原肠胚的腹部。实验结果：移植物发育成第二条脊索，并且在移植物的上方出现了一条神经板，最后这个原肠胚发育成了一个双头怪物。该实验表明：在移植物的作用下，移植物周围的胚层 。
⑷ 综合上述三个实验，可以推断
。
【试题答案】
一、选择题
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题号 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
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答案 |
A |
C |
A |
B |
C |
C |
D |
A |
B |
A |
二、非选择题
11. ⑴ 睾丸 卵巢和输卵管 融合双亲遗传物质，使后代具有两个亲本的遗传特性，后代的体细胞染色体数目恢复为2n，维持遗传物质的稳定性 ⑵ 有丝分裂 ⑶ 受精卵→桑椹胚→囊胚→原肠胚→组织、器官、系统形成→胎儿 原肠胚期 ⑷ 受精卵第一次卵裂的有丝分裂过程中发生了基因突变 ⑸ 如眼球中虹膜的颜色等 如胖瘦等 ⑹ 都患六指症 切除手指不能改变患者的基因型
12. ⑴ A ⑵ 有丝分裂 ⑶ 囊胚 ⑷ 外
13. ⑴ 灰新月区（细胞质）在胚胎正常发育过程中起着重要的作用
⑵ 在胚胎发育过程中细胞核起主导作用 细胞内绝大部分基因位于细胞核内的染色体上，通过转录产生的mRNA进入细胞质，翻译成各种蛋白质，从而决定个体发育的方向
⑶ 改变了原来的发展方向，发育成了神经组织以至整个头部
⑷ 细胞核在胚胎发育过程中起主导作用，但是细胞核的活动要受到细胞质的调节和制约，胚胎各细胞群之间的相互作用也会影响胚胎发育的过程。