实验动物学new.docx
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实验动物学new
名词解释4题，12分填空26空，26分简述6题，42分问答1题，20分
实验动物的内涵（4个）：
是指经人工饲育，对其携带的微生物及寄生虫实行控制，遗传背景明确或者来源清楚的，应用于科学研究、教学、生产和检定以及其他科学实验的动物。
1、遗传背景明确
近交系、封闭群、杂交群
2、对携带微生物和寄生虫实施控制
普通动物、清洁动物、无特定病原体动物、无菌动物
3、在特定的环境条件下，人工培育而成的动物
4、应用范围明确
3R的基本内涵：
1、减少（Reduction）是指在科学研究中，使用较少量的动物获取同样多的实验数据或使用一定数量的动物能获得更多实验数据的科学方法。
2、替代（Replacement）是指使用其它方法而不用动物所进行的试验，或者说是使用没有知觉的试验材料代替以往使用神志清醒的活的脊椎动物进行试验的一种科学方法。
①根据是否使用动物或动物组织分:
相对性替代和绝对性替代
②按照替代物的不同分:
直接替代（如志愿者或人类的组织等）和间接替代（如鲎试剂替代家兔热原试验）。
③根据替代的程度分:
部分替代（利用其他替代实验手段来代替动物实验中的一部分或某一步骤）和全部替代（用新的替代方法取代原有的动物实验方法）。
3、优化（Refinement）是指在符合科学原则的基础上，通过改进条件，善待动物，提高动物福利或完善实验程序和改进实验技术，避免或减轻给动物造成的与实验目的无关的疼痛和紧张不安的科学方法。
①充分阐明实验的必要性，并证明没有任何其它方法可以取代该动物实验。
②充分阐明实验的合理性，即所用的实验动物种类、品系、数量、性别、日龄等都是科学合理的。
③明确实验过程可能给动物造成的疼痛、痛苦，有些国家制定了疼痛等级的评分标准。
④如果是用非人灵长类动物做实验，对实验完成后退役的动物必须有妥善安置措施。
3R的研究意义：
1、3R作为提升突破技术壁垒能力的载体和具体体现“标尺”，在经济发展和国际贸易中发挥不可替代的重要作用。
2、为科学发展提供了新思路和新方法。
3、开展“3R”研究，从保护动物，或是关注动物福利的角度出发，这也是时代发展、社会进步在科学技术上的一种体现。
我国实验动物3R研究进展：
1、制定与国际接轨的科技政策
2、支持3R科研立项，推动3R研究工作
GLP：
GoodLaboratoryPractice1978年，美国FDA颁布的《良好实验室操作规程》
实验动物遗传学分类：
根据遗传特点的不同分：
近交系、封闭群、杂交群
根据群体间基因类型分：
相同基因型：
近交系和杂交群（F1）
不同基因型：
封闭群和突变系等动物
近交系（InbredStrain）是指至少连续经过20代以上全同胞兄妹或亲子交配，品系内所有个体都可追溯到起源于第20代或以后代数的一对共同祖先。
近交系动物的近交系数（InbreedingCoefficient）应大于99%。
近交系的命名：
一般以大写英文字母命名；大写英文字母加阿拉伯数字命名。
符号应尽量简短。
如A系、CBA系等。
近交系的近交代数用大写英文字母F表示。
亚系（Substrain）：
是由同一个近交系分离出来的具有各不相同特性的品系。
残余杂合性和突变而导致部分遗传组成的改变。
命名：
在原品系的名称后加一道斜线“/”
支系（Subline）：
是指品系或亚系经过人工技术处理后称为支系。
饲养环境改变:
如将实验动物引种到另一实验室；命名:
在原品系后附加1个小写英文字母，表明处理方式。
技术处理:
包括代乳、受精卵、卵巢移植、人工喂养和冷冻保存等。
近交系动物的特点：
1．基因纯合性和同基因性2．各品系均具有独特的特性
3．研究结果的一致性4．可作为有价值的动物模型
5．具有标准实验材料特性6.遗传背景清楚
近交系动物的应用：
1．生命科学方面2．畜牧兽医科学3．农业科学方面
重组近交系（RecombinantInbredStrain，RI）是指由两个无关的近交系杂交后产生的F1代，再互交产生F2代，然后进行全同胞交配连续20代以上育成的近交系。
命名：
在两个祖系的缩写名称中间加大写英文字母X，母本在前，父本在后。
由相同双亲交配育成的一组近交系用阿拉伯数字予以区分。
近交系动物繁殖方法的选择原则：
保持近交系动物的同基因性及其基因的纯合性
1、引种繁殖用原种的近交系动物必须遗传背景明确、来源清楚、有较完整的资料（包括品系名称、近交代数、遗传基因特点及主要生物学特征等）。
引种动物必须来自近交系的基础群。
一般小型啮齿类封闭群动物引种数目不能少于25对。
2、繁殖近交系动物的繁殖可分为：
基础群（FoundationStock）
血缘扩大群（PedigreeExpansionStock）
生产群（ProductionStock）
当近交系动物生产供应数量不是很大时，一般不设血缘扩大群，仅设基础群和生产群。
A、基础群·严格以全同胞兄妹交配方式进行繁殖；
·对动物个体记录要详细，包括品系名称、近交代数、动物编号、出生日期、双亲编号、离乳日期、交配日期、生育记录和繁殖系谱等。
·基础群（包括血缘扩大群）的动物不超过5～7代都应能追溯到一对共同祖先。
·基础群应定期对遗传特性和均一性、病原微生物和寄生虫、环境等检查和监测。
基础群动物保种方式：
平行线式单线式综合式也可用于近交系动物的培育
平行线式：
基础群中的每对全同胞作为一个家系，每个家系繁殖一代后选留一对动物进行全同胞交配，以此类推，以保持基础群。
单线式：
基础群每对同胞交配繁殖一代后，选留其中一个家系，淘汰其他家系，选中的家系再留数对进行同胞交配繁殖，下一世代仍保留其中一对的后代，淘汰其他后代，如此一代一代繁殖保种。
综合式：
基础群中每个家系作全同胞交配，每个世代每个家系留一对继续繁殖，若其中某一家系不能继续繁殖下去，则由繁殖力高的一个家系补足，以维持数个家系同步延续，以保证种群和延续。
B、血缘扩大群种用动物应该来自基础群,以全同胞兄妹交配方式进行繁殖，设个体繁殖记录卡，血缘扩大群动物不超过5～7代都应能追溯到其在基础群的一对共同祖先。
C、生产群种动物来自基础群或血缘扩大群。
生产群动物一般以随机交配方式进行繁殖。
应设繁殖记录卡，生产群动物随机交配繁殖代数一般不应超过4代。
每代交配的雄种动物数目
繁殖方法
10～25只
一般采用最佳避免近交法，
也可采用循环交配法
26～100只
一般采用循环交配法，
也可采用最佳避免近交法
多于100只
一般采用随选交配法，
也可采用循环交配法
①最佳避免近交法（maximumavoidanceofinbreedingsystem）
留种：
每只雄种动物和每只雌种动物，分别从子代各留一只雄性动物和雌性动物，作为繁殖下一代的种动物。
交配：
动物交配时，尽量使亲缘关系较近的动物不配对繁殖，编排方法尽量简单易行。
a）某些动物品种，如小鼠，大鼠等，生殖周期较短，易于集中安排交配，可按下述方法编排配对进行繁殖：
假设一个封闭群动物有16对种动物，分别标以笼号1、2、3、……、16。
设n为繁殖代数（n为自1开始的自然数）。
n代所生动物与n+1代交配编排表见下。
n+1代笼号
雌种动物来自n代笼号
雄种动物来自n代笼号
1
1
2
2
3
4
3
5
6
：
：
：
8
15
16
9
2
1
10
4
3
：
：
：
16
16
15
b）某些动物品种：
如狗、猫、家兔等，生殖周期较长，难于按上述方式编排交配。
只要保持种群规模不低于10只雄种，20只雌种的水平，留种时每只雌、雄种各留一只子代雌、雄动物作种，交配时尽量避免近亲交配，则可以把繁殖中每代近交系数的上升控制在较低的程度。
②循环交配法（rotationmatingsystem）
1应用范围广泛适用于中等规模以上的实验动物封闭群。
其优点一是可以避免近亲交配，二是可以保证种动物对整个封闭群有比较广泛的代表性。
2实施办法
a）封闭群划分成若干个组，每组包含有多个繁殖单位（一雄一雌单位，一雄二雌单位，一雄多雌单位等）
b）安排各组之间以系统方法进行交配。
一封闭群每代有48笼繁殖用种动物（一雄种一雌种，或一雄种多雌种，先将其分成8个组，每组有6笼。
各组内随机选留一定数量的种动物，然后在各组之间按表中的排列方法进行交配。
新组编号
雄种动物原组编号
雌种动物原组编号
1
1
2
2
3
4
3
5
6
4
7
8
5
2
1
6
4
3
7
6
5
8
8
7
③随选交配法（chancematingsystem）
1应用范围当封闭群的动物数量非常多（繁殖种动物在100个繁殖单位以上）,不易用循环交配法进行繁殖时，可用随选交配法。
2实施办法从整个种群中随机选取种动物，然后任选雌雄种动物交配繁殖。
近交系的监测：
1）统计学方法（监测生长发育、繁殖性状参数）；
2）免疫学方法（监测免疫标记），如皮肤移植法、混合淋巴细胞培养法、肿瘤移植法、血清反应法；
皮肤移植法（SkinGrafting）原理：
高度纯合的近交系，其组织相容性基因也应该是纯合的。
由于移植物的接受或排斥取决于组织相容性抗原，若皮肤移植的供体和受体之间，基因是同质的就接受，基因异质的就排斥。
从每个品系中随机抽取至少4只相同性别的成年动物，进行同系异体皮肤移植。
移植全部成功者为合格，发生非手术原因引起移植物排斥的判为不合格。
背部皮肤移植随机取同性别4～12周龄的动物10只。
编号并称体重，记录。
采用腹腔注射麻醉动物。
背部朝上固定，剪去被毛，消毒。
在背部剪下直径5mm～10mm的皮肤左右各一块（其中一块用做自体移植，另一块用做异体移植）。
将剪好的皮片翻转过来放入带少量生理盐水的双碟（直径=6cm）中，用眼科剪刀，轻轻地切去皮下组织至真皮，然后放在无菌生理盐水中冲一下。
两只动物的皮片，除左侧皮片做自体移植外，右侧皮片循环交换，逆毛方向移植并使之吻合。
覆盖涂过凡士林和青霉素G钠的纱布块，3～4层，用1cm宽橡皮膏固定，松紧适度。
手术结束待动物苏醒后，把动物放入鼠盒内，并挂上标记卡片，10d后拆除包扎。
结果观察：
拆包后，发现皮片干瘪、脱落则为技术失败。
如皮片脱痂，手术部位平整、一周后有新毛长出则为手术成功。
对照自体移植，技术失败率不得大于10%。
如果皮片在2～3周内脱落，则为急性排斥。
遗传污染通常引起急性排斥。
如果皮片在100d内，逆毛生长良好。
未见到排斥反应，视为永久接受标记。
尾部皮肤移植法
肿瘤移植法
血清反应法
混合淋巴细胞反应
3）生物化学方法（监测生化标记）；
4）形态学方法（监测外形特征），如毛色基因测试法、下颌骨测定法；
5）细胞遗传学方法（监测染色体带型）；
6）分子生物学方法（监测DNA变异）。
实验动物微生物学分类
1、普通动物（conventionalanimal）CV；一级动物指不携带主要人兽共患病病原和动物烈性传染病病原的动物。
仅可用于示教、科研的探索方法、预试之用。
新国标中大鼠、小鼠无此级别。
2、清洁动物（cleananimal）CL；二级动物指除普通级动物应排除的病原外，不携带对动物危害大和对科学研究干扰大的病原的动物。
饲养于温、湿度恒定的屏障系统中，饲料、垫料、笼具等都要经过消毒处理，饮水应用高压灭菌或用pH为2.5～2.8的酸化水，工作人员应换灭菌工作服、鞋、帽、口罩等进入动物室进行操作。
国际上此级动物仅适合于短期或部分科研实验；我国作为科研工作的主要要求的标准实验动物。
3、无特定病原体动物（specificpathogenfreeanimal）SPF；三级动物指除普通、清洁级动物应排除的病原外，还不携带主要潜在感染或条件致病和对科学实验干扰大的病原的动物。
国际上公认SPF动物适用于所有科研实验，是目前国际标准级别的实验动物。
各种疫苗生产所采用的动物应为SPF级动物。
4、无菌动物（germfreeanimal）GF；四级动物指无可检出一切生命体的动物。
特点：
（一）形态学改变
A、消化系统主要变化在肠道上。
肠道肌层薄，更为特异的是盲肠肥大
B、血液循环系统无菌动物白细胞数值恒定
C、免疫系统免疫功能基本上处于原始状态
D、泌尿系统肾脏较小，如无菌豚鼠。
（二）生理学改变
1．免疫功能2．生长率3．生殖4．代谢5．营养
5、悉生动物（gnotobioticanimal）GN；四级动物
又称已知菌（丛）动物（animalwithknownbacterialuflora）。
饲养于隔离系统。
向无菌动物体内植入一种或几种已知细菌。
单菌（monoxenic）、双菌（dixenie）、三菌（trixenie）、多菌（polyxenie）。
更强的生活力和抵抗力，更易于饲养管理
温度：
温度的影响可表现在以下几个方面：
1.动物的新陈代谢
2.动物的脏器重量
3.动物的生殖机能
4.动物机体的抵抗力
5.动物实验的反应性
屏障环境内啮齿类动物实验设施（设备）内温度应控制在20～26℃
湿度：
动物在相对湿度为40～70％之间生活最适应,以50％±5％为最佳。
·对动物的散热有显著影响
•对病原微生物和寄生虫的生长繁殖与发育影响
•导致动物一些疾病的发生
•粉尘的影响
屏障环境（BarrierSystem）
与外界隔离，是饲养清洁级动物和SPF级动物的设施。
进入实验动物生存环境的空气须经过滤净化处理，其洁净度相对于10000级，进入屏障内的人、动物和物品如饲料、水、垫料及实验用品等均需有严格的微生物控制。
屏障环境的人流和物流控制
洁净区压力梯度一般遵守：
洁净走廊>动物生产（实验）区>非洁净区
人的移动路向：
更衣→淋浴→二次更衣→清洁走廊→饲养室或动物实验室→污染走廊→外部区域。
物品的移动路向：
物品→高压蒸汽消毒锅（已包装的消毒物品可经传递窗，笼具经泡有消毒液的渡槽）→清洁准备室→清洁物品储存室→饲养室或动物实验室→污物走廊→外部区域。
实验动物的移动路向：
外来实验动物→传递窗→检疫室（经检疫后）→清洁走廊→饲养室或动物实验室→污染走廊（包装）→外部区域。
常用实验动物
一、小鼠——解剖学特点
1.齿式为2（门1/1，犬0/0，前臼0/0，臼齿3/3）=16，门齿终身不断生长，需经常磨损来维持齿端的长度。
2.小鼠下颌骨可进行近交系小鼠遗传监测。
3.小鼠无汗腺，尾有四条明显的血管，背腹静脉，两侧动脉。
尾有散热、平衡、自卫等功能。
4.小鼠为杂食动物。
食道细长约2cm,胃分前胃和腺胃。
胃容量小（1.0～1.5ml），功能较差，不耐饥饿。
肠道较短，盲肠不发达，肠内能合成维生素C。
有胆囊。
5.肝脏分左、右、中、尾四叶组成。
雄鼠脾脏比雌鼠明显大，可超过50%。
6.淋巴系统很发达，性成熟时胸腺最大。
小鼠没有腭或咽扁桃体，外来刺激可使淋巴系统增生，因此易患淋巴系统疾病。
7.雌性为双子宫型，呈“Y”型，分为子宫角、子宫体、子宫颈。
乳腺发达，胸部3对，鼷部2对。
雄性幼年时睾丸藏于腹腔，性成熟后下降到阴囊。
副性腺分泌物有营养精子、形成阴道栓等作用。
8.成年鼠性别很易区分，雄鼠的阴囊明显；雌鼠可见阴道开口和五对乳头。
幼鼠或仔鼠则主要从外生殖器与肛门的距离判定，近者为雌，远者为雄。
另外，雌鼠肛门和生殖器之间有一无毛小沟，而雄鼠则在肛门和生殖器之间长毛。
雌鼠比雄鼠有明显多的乳头
二、豚鼠guineapig
豚鼠在生物医学中的应用
（一）免疫学
豚鼠特别是老龄雌鼠的血清中含有丰富的补体，是所有实验动物中补体含量最多的一种动物，其补体非常稳定，免疫学实验中所用的补体多来源于豚鼠血清。
豚鼠是速发型过敏性呼吸道疾病的动物模型，是过敏性休克和变态反应的首选实验动物。
常用实验动物接受致敏物质的反应程度不同，其顺序为：
豚鼠＞家兔＞犬＞小鼠＞猫＞蛙。
（二）传染病研究（三）药物学（四）营养学（五）耳科学（六）悉生学
品种：
1.英国种
毛短，体分健壮，毛色有纯白、黑色、棕黑色、棕黄色、灰色等。
英国种豚鼠主要有4个品种顿金哈德莱（DunkinHartley）、哈德莱（Hartley）、勃莱特哈德莱（PirbrightHartley）和短毛种（Shorthair）。
2.安哥拉种
3.秘鲁种
4.阿比西尼亚种
三、地鼠
一般特性——生活习性
中国地鼠，灰色，个体小，体长约10cm，背部中心有黑色条纹。
白天基本上睡眠，行动笨拙。
昼伏夜行动物，一般在夜晚8～11点最为活跃，运动时腹部着地，行动不敏捷，巧手营巢，牙齿十分坚硬，可咬断细铁丝，兴奋时发出强烈的金属性音响。
地鼠好斗，雌性比雄性大而且凶猛，受惊时会咬人。
除发情期外，雌鼠不易与雄鼠同居，且雄鼠易被雌鼠咬伤。
四、兔——生理学特点
1、家兔属恒温动物可用于热原检测
正常体温在38.5～39.5℃之间，对致热物质反应敏感，适于用作热原实验。
汗腺不发达，在高温环境下主要通过浅而快的喘式呼吸和耳部血管扩张来散热。
适宜的环境温度因年龄而异，初生仔兔窝内温度30℃～32℃，成年兔20±2℃。
2、家兔在正常生命活动中有两种换毛现象，一种是年龄性换毛，一种是季节性换毛。
年龄性换毛是指仔兔30d乳毛长齐，到100d左右第一次脱换乳毛，130～190d开始第二次换毛，此次换毛后就意味着发育到成年。
季节性换毛是指每年春和秋季均有一次换毛现象，换毛期间兔抵抗力差，易患疾病。
3、不同品种的兔性成熟年龄有差异
一般雌性为5～6个月，雄性为7～8个月。
一年四季均可交配繁殖，属刺激性排卵动物。
妊娠期30～33d，产仔数为4～10只，哺乳期40～45d。
生育年龄5～6年。
平均寿命8年。
4、家兔是双子宫动物
两子宫颈间有间膜固定，受精后受精卵不会由一个子宫角移向另一个子宫角。
在生产上偶有妊娠期复妊娠的现象发生。
5、家兔有特殊的血型和唾液型
血清型有α‘、β’、α‘β’和o型四种。
•α‘和α’β‘型易产生人A型抗体，
•β‘型和o型易产生人B型抗体。
唾液型分为排出型和非排出型两种。
•排出型易获得人血细胞A型物质，
•非排出型不易获得人血细胞A型物质。
6、家兔具有产生阿托品酯酶的基因，即使吃了含有颠茄的饲料后，亦不会引起中毒症状。
这是由于阿托品酯酶破坏了生物碱所致。
7．家兔正常体温39.0℃、皮肤温度33.5～36℃，
心跳频率258±2.8次/分，
动脉血压14.67（12.67～17.33）kPa，
循环血量59±2.3ml/kg体重，
呼吸频率51（38～60）次/分，
潮气量21.0（19.3～24.6）ml，
通气率1070（800～1140）ml/min，
耗氧量640～850mm3/g体重，
红细胞总数5.7（4.5～7.0）×106/mm3,
血红蛋白11.9（8～15）g/100ml血，
白细胞总数9.0（6.0～13.0）×103/mm3，
血小板28±2万/mm3，
血液pH为7.58，红细胞比重1.090，
血浆比重1.024～1.037，血总量占体重的5.46～8.7%，染色体22对，寿命约8年。
兔饲养管理
家兔饲养管理的一般原则
1.保证纤维素的供应
2．饲料的喂给采用定时定量
3．掌握适宜的喂量
4．要保证充足的饮水
5．保持安静
6.饲养室温湿度应控制在16～28℃的范围内，相对湿度40％～70％。
五、裸小鼠
裸小鼠的主要缺陷特征：
①被毛生长发育异常，表现为全身形似无毛，呈裸体状；
②无胸腺，仅有胸腺残迹或异常的上皮细胞，这种上皮细胞不能使T细胞正常的分化，因而免疫力低下；
③细胞正常，成年裸小鼠的NK细胞活性较高，但幼鼠的NK细胞活性相对低下。
裸小鼠在生物医学研究中的应用：
①在组织移植（人类肿瘤）研究方面
②在肿瘤药物治疗和肿瘤免疫研究方面
③免疫和遗传研究方面
④病毒、细菌、寄生虫感染机制的研究方面
⑤其他方面的研究
实验内容
动物的标记
1．染色法染色法是用化学试剂在动物身体明显部位如被毛、四肢等处进行涂染，或用不同颜色等来区别各组动物，是实验室最常用、最容易掌握的方法。
常用的标记液有：
①3％～5％苦味酸溶液（黄色）。
②0．5％中性红或品红浴液（红色）。
③2％硝酸银溶液（咖啡色，涂后需光照10分钟）。
④煤焦油酒精溶液（黑色）。
标记时用标记笔蘸取上述溶液，在动物体表不同部位涂上斑点，以示不同号码。
编号的原则是：
先左后右，从前到后。
血液采集
1）、小鼠、大鼠的尾静脉采血
2）、小鼠、大鼠眼眶静脉丛采血
3）、豚鼠的心脏采血
4）、兔耳缘静脉采血
5）、兔耳中央动脉采血
实验动物的处死方法
遵循动物安乐死的原则。
1、颈椎脱臼法
2、空气栓塞法
3、急性大出血法
4、吸入麻醉剂致死法
5、注射麻醉剂法
6、其他方法
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