实验动物学

主编、副主编。审稿人：东园1#641工作室

实验动物学 第一章、绪论

1、实验动物学：研究实验动物和动物试验的科学 3R：减少Reduction，替代Replacement，优化Refinement。 2、 实验动物学的研究内容

⑴、实验动物遗传育种学 ⑵、实验动物的微生物与寄生虫学 ⑶、实验动物环境生态学

⑷、实验动物营养学 ⑸、实验动物医学 ⑹、比较医学 ⑺、动物实验技术 ⑻、动物实验伦理学： ⑼、动物实验替代方法学 ⑽、实验动物福利 3、现代医学生物学研究的重要条件 AEIR四个基本条件：

A――Animal（动物） E――Equipment（设备） I――Information（信息） R――Reagent（试剂）

第二章、实验动物的分类与遗传学质量控制

1、名词解释

实验用动物：凡是以研究、实验、教育、药品生产、检定等为目的而使用的各种动物。包括实验动物、家畜

(禽)和野生动物。

无菌动物（GF）：指用现有的实验手段检测，动物的体表体内不携带其它生命体（包括一切微生物和寄生虫）

的实验动物。

悉生动物（GN）：又称已知菌动物，指动物体内带有明确的微生物种类的动物。 无特定病原体动物（SPF）：指不携带特定病原体（细菌、病毒、寄生虫），但带有未知的微 生物群的动物。 清洁动物（CL）：微生物控制级别介于SPF动物和普通动物之间的动物 普通动物（CV）：不带有严重危害动物自身健康和人兽共患病病原体的动物。

近交系动物：经过连续20代或20代以上的全同胞兄妹或亲子交配培育而成，品系内所有个体都能追溯到起

源于第20代或以后代数的一对共同祖先的动物群体。

同源突变近交系：指两个近交系，除了在一个指明位点等位基因不同外，其它遗传基因全部相同的品系，简

称同源突变系。

同源导入近交系：通过杂交—互交或回交等方式将一个目的基因导入到近交系中，由此形成一个新的近交系，

新的近交系与原来的近交系只是在染色体的一段很小的片段上基因不同，简称同源导入系。

近交衰退：指在近交过程中动物群体由于基因分离和纯合而产生的不利于个体和群体发育的现象。 遗传污染：是指最常见的实验动物管理事故，通常是由于其他品系动物与本品系动物发生交配所致。

遗传漂变：是指一个品系动物基因型在饲养过程中可能发生的随机改变，这种改变多由于近交系动物残留杂

合基因分离，造成了亚系的形成。

突变：由于动物基因组中某个核苷酸残基的置换、缺失或插入，引起一个等位基因的改变。

封闭群：以非近亲交配方式进行繁殖生产的一个实验动物种群，在不从其外部引入新个体的前提下，至少连

续繁殖4代以上，称为封闭群，亦称远交群。

2、实验动物概念及特点。

概念：经人工培育、遗传背景清楚、对其质量实行控制、用于科学试验及产品生产的动物。

特点：⑴、在特定的环境条件下，人工培育而成的动物； ⑵、遗传背景明确、来源清楚；

⑶、健康状态实施监控，对其携带的微生物、寄生虫实行控制； ⑷、应用范围明确。

3、 实验动物分类

按微生物学等级分类：实验动物分为普通级动物、清洁级动物、无特定病原体动物、悉生动物、无菌动物。 按遗传学控制原理分类：

⑴、近交系动物：同源突变近交系、同源导入近交系、分离近交系、重组近交系、普通近交系 ⑵、杂交F1代动物

⑶、封闭群动物：突变种、远交种

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注：突变种、同源突变近交系、同源导入近交系、分离近交系属于突变系 4、近交系动物遗传组成的特性

⑴、基因位点的纯合性：近交系动物中任何一个基因位点上的纯合率高达99%以上；

⑵、遗传组成的同源性：同一品系内每只动物的个体在遗传上都是同源的、基因型完全一致； ⑶、表型一致性：基因型相同，个体之间的表型极为一致； ⑷、长期遗传稳定性，且其遗传特征可以世代相传； ⑸、遗传特征的可分辨性

⑹、遗传组成的特定性：各个近交系都具有独自的遗传组成和生物学特性，品系与品系之间差异较大。 5、近交系实验动物的特点

? 实验结果比较准确，可以避免遗传组成不同或个体差异太大等所引起的误差。

? 实验结果的平均性较一致，因为近交系动物个体之间极为一致，对实验反应一致，每次实验结果误差较

少。因此每组仅用较少数的动物，即能看出显著性来。 ? 实验结果的重复性较大，可减少重复实验，缩短实验时间。

? 易于获得预期结果，近交系动物遗传背景明确，对每个品系的生物学特性、生理学特点、易感病原等都

有有完整的背景材料。 ? 近交衰退。

6、发生亚系分化的情况有哪些？

? 遗传污染； ? 遗传漂变； ? 突变

7、近交系繁育的基本方法：平行线式、单线式、综合式

第三章、实验动物环境、设施与设备

1、名词解释

实验动物设施：指以研究、实验、教学、生物制品和药品生产为目的，进行实验动物饲育、试验的建筑物和

设备以及运营管理在内的总和。

实验动物环境：人工控制的，供实验动物繁殖生长的特定场所及有关条件，即围绕实验动物所有事物的总和。 动物生产设施：指用于实验动物的饲育繁殖、生产的建筑物、设备以及运营管理在内的总和。

动物实验设施：指用于研究、试验、教学、生物制品、药品生产、检定等为目的进行实验动物试验的建筑物、

设备以及运营管理在内的总和。

实验动物外环境：指实验动物和动物实验设施以外的环境。

实验动物内环境：指依据科研要求和人们的意愿，将实验动物的生长、繁殖或活动限定在某种特定的人工场

所内。内环境分为小环境和大环境。

生物危害（险）：指包括病毒、细菌、真菌、原虫、昆虫和其他有害动植物等在内的生物因素，通过直接传

染或环境的间接传播对健康人体、动物、植物存在确实或潜在的危害。

感染动物实验设施：使用活病原微生物对动物进行实验感染的设施。 2、动物对实验处理的反应

? 动物对实验处理的反应可用以下公式表示：R＝（A＋B＋C）×D＋E 式中 R——实验动物的总反应

A——动物种的共同反应 B——品种及品系特有的反应 C——个体反应（个体差异） D——环境影响 E——实验误差

3、实验动物的设施分类

按其功能分类：动物生产设施、动物实验设施、特殊动物实验设施

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按微生物控制程度分类：普通环境、屏障环境、隔离环境 4、 屏障设施的环境标准。

⑴、温度控制范围：我国：18～29℃ 国际上:19～29℃

⑵、我国规定最适湿度为50％±5％，允许湿度为40～70％；国际标准值为40％～70％。

⑶、光照要求：工作照度：室内离地面0.8～1米处照度达到150～300 lex，光线柔和，光源分布合理；动物照

度：15～20lex

⑷、控制噪音措施：我国标准规定：≤60分贝 ⑸、实验动物室内通常采用0.13～0.18m/s的气流，（风速0.1～0.2 m/s ），冷气开放时取下限，暖气开放时取上

限。禁止在风口处饲养动物。

静压：国标上规定屏障设施内的压力梯度为20～50Pa

通风与换气：根据动物的代谢量估计，一般为10～20次/h，

实际使用时根据动物表现状态适当调整为12～15次/h。

⑹、空气洁净度：清洁级动物饲养室内的洁净度要达到10万级，SPF级动物室内达到1万级，无菌动物室内达

100级。

5、实验动物屏障设施的功能分区

清洁区： 检查室、清洁准备室、清洁走廊、动物室 污染区：污染走廊、洗刷消毒室

外部：接受动物室、沐浴间、管理室、物品库、饲料车间（库）、焚烧炉 附表1：

动物级别 饲养设施 空气 空气洁净度 饮水 饲料 垫料 笼具 动物 人员 其他物品 对外通道 开放系统 普通动物 普通动物设施 无高效过滤 无法确定 标准自来水 饲料厂 袋装灭菌 洗刷 检疫后的动物 一般工作服 清洁卫生 直接相通 屏障系统 清洁或SPF 屏障系统 高效过滤(0.5~5μm) 1万级~10万级 高压灭菌、酸化或紫外处理 高压灭菌或CO60照射 高压灭菌 洗刷后高压灭菌 剖腹产获得或同等微生物控制 更衣-淋浴-灭菌工作服 高压灭菌 专门缓冲通道 隔离系统 SPF、悉生或无菌 隔离器 超高效过滤（0.3μm~） 100级 高压灭菌 高压灭菌或CO照射 高压灭菌 洗刷、高压灭菌、表面灭菌处理 剖腹产获得 人与动物不直接接触 高压灭菌 传递仓 6、微生物危害的分级：第1类病原体、第2类病原体、第3类病原体、第4类病原体 7、生物安全水平分为几级，各级有什么特点及其应用范围。

生物危害1级：对个体和群体危害程度低，已知的不能对健康成年人和动物致病的微生物。

生物安全-1级实验室（BSL-1）

生物危害2级：对个体危害程度为中度，对群体危害较低，主要通过皮肤、粘膜、消化道传播。对人和动物

有致病性，但对实验人员、动物和环境不会造成严重危害的动物致病微生物，具有有效的预防和治疗措施。生物安全度-2实验室（BSL-2）

生物危害3级：对个体危害程度高，对群体危害程度较高。能通过气溶胶传播的，引起严重或致死性疫病，导

致严重经济损失的动物致病微生物，或外来的动物致病微生物。对人引发的疾病具有有效的预防和治疗措施。生物安全度-3实验室（BSL-3）

生物危害4级：对个体和群体的危害程度高，通常引起严重疫病的、暂无有效预防和治疗措施的动物致病微生

物。通过气溶胶传播的，有高度传染性、致死性的动物致病微生物；或未知的危险的动物致病微生物。生物安全度-4实验室(BSL-4)

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第四章、实验动物的营养

1、动物的营养素：水、蛋白质、碳水化合物、脂肪、矿物质和维生素。 2、名词解释

蛋白质（氨基酸）的互补作用：不同饲料含的必需氨基酸比例不同。将不同饲料混合应用，取长补短，可以

提高其营养价值，使其必需氨基酸的比例符合机体的需要。这种作用称为蛋白质（氨基酸）的互补作用。

限制性氨基酸：植物性饲料的蛋白质中所含有的氨基酸种类或数量往往不能满足动物合成机体蛋白的需要，

当缺乏一种氨基酸或数量不足时，就会严重影响其他氨基酸的利用，在营养上称这种氨基酸为限制性氨基酸。

“理想蛋白质”：指通过平衡日粮中所有必需氨基酸的比例保证动物获得最理想的蛋白质摄入，既能满足动物

对蛋白质的营养需要，同时日粮中不会有多余的蛋白质被浪费掉。

能量饲料：饲料干物质中CF＜18％、CP＜20％的饲料。能量饲料主要包括谷实、籽实及其精加工副产品、

脱水块根块茎、动植物油脂等。 （CF：粗纤维CP：粗蛋白）

2、“理想日粮” 的概念

? 营养平衡且满足需要；

? 在胃肠道中膨胀后的容积合适； ? 适口性至少不会导致日采食量不足；

? 最好不含有毒有害物质和抗营养因子等（如果无法避免这类物质的含量，但一定要保证不会造成动物生

产性能下降或导致健康问题）；

? 无害也无营养或也无其它生理作用的成分尽量少 ? 功能性成分含量适宜等六个方面的考虑。 3、影响实验动物营养需求的因素

⑴、遗传因素 ⑵、生理状况 ⑶、环境因素 ⑷、微生物状态 ⑸、研究条件 ⑹、营养成分的相互作用 4、灭菌；高压蒸汽灭菌注意事项

灭菌：采用强烈的理化因素杀死包括孢子在内的所有微生物（或生命体）的方法，称灭菌。该方法可以使任

何物体内外部的一切微生物永远丧失其生长繁殖能力的措施。灭菌实质上分为杀菌和溶菌两种，前者指菌体虽死，但形体尚存，后者则指菌体杀死后，其细胞发生溶化、消失的现象。 高压蒸汽灭菌注意事项：

? 严格按规程操作，注意安全；

? 灭菌物品的包装，要便于热力穿透，单位体积大小要适当； ? 要合理排放灭菌物品，不宜装得过多。

? 灭菌时首先要彻底排尽灭菌器中的空气；注意温度表与压力表的协同；

? 尽量缩短灭菌时间，既可杀灭微生物，达到无菌要求，又可最大限度降低营养成分的破坏。

第五章、实验动物质量控制

1、实验动物的标准化及其组成

实验动物的标准化：实验动物微生物控制、环境、营养、饲养条件等均执行相应标准规定；动物实验达到规

范化管理要求，常规公认的动物实验检测项目执行国家或行业标准，从而形成统一、科学、规范的实验动物管理体系，即实验动物饲养管理和动物实验实行标准化管理称为实验动物的标准化

实验动物标准化的组成：

⑴、实验动物生产条件的标准化 ⑵、实验动物饲养管理标准化 ⑶、实验动物质量控制标准化

⑷、动物实验条件的标准化 ⑸、动物实验操作程序的规范化

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2、造成遗传污染的原因

? 引起遗传特性改变的首要因素是遗传变异

? 染色体片段存在重复、缺失、异位和倒位； ? 基因位点存在突变。 ? 人为失误

? 饲养管理不当、记录不完整； ? 缺乏专业人员的监督与管理。

? 残余杂合子：近交系动物近交20代后仍有残余的杂合子，携带杂合子的个体表现生活力强，易被选留，

更易在群体内扩散而引起遗传特性发生改变。

3、实验动物遗传监测方法

形态学：毛色基因检测法、下颌骨测量法 生化标记检测：蛋白质和酶的检测 免疫学：皮肤移植法、肿瘤移植法、血清反应法、混合淋巴细胞反应

分子技术：微卫星DNA标记技术、限制性片段长度多态性（RFLP）技术、PCR技术 4、毛色基因检测法原理

原理：被毛颜色的变化是由基因控制。在一个小鼠品系中，小鼠毛色性状，主要受位于不同染色体上Aa、

Bb、Cc三个位点的基因控制。由于基因效应的相互作用，白化小鼠的C基因是隐性等位基因，当cc基因型存在时，可遮拦任何色素基因显示颜色反应，而表现白色。

5、实验动物的寄生虫学、微生物学质量监测程序 寄生虫检测程序：

动物→编号→外观检查→麻醉→拔毛或梳毛（体外寄生虫检测）→取血（弓形虫等项检测）→挤压或刀片刮取皮层物取样（体外寄生虫检测）→解剖：脏器、肠道内容物、粪便等取样（体内寄生虫检测）→检测→检测报告

微生物检测程序：

动物→编号→外观检查→麻醉→皮肤取样（真菌检查）→去血（分离血清、检查抗体） →无菌解剖（气管分泌物、肠内容物、脏器分离细菌）→检测→检测报告

第六章、常用实验动物的生理学特点及应用

1、大鼠、小鼠、家兔的生物学特性以及在医学生物学上有何应用？

㈠、小鼠的生物学特性及应用

⑴、生物学特性 一般特性：

? 小鼠胆小怕惊，性情温顺。

? 小鼠喜居光线暗淡的安静环境，昼伏夜动，进食、交配、分娩，傍晚后1～2小时，傍晚和黎明是活动

高峰期。

? 小鼠对外界环境反应敏感，适应性差，怕强光或噪音刺激。 ? 小鼠喜欢啃咬，门齿终生不停生长。 生理学特性：

? 小鼠成熟早，繁殖力强;

? 交配后10-12小时，雌鼠在阴道口形成一个白色的阴道栓，这是受孕的标志；属于非诱导性排卵。 ? 总血量：占体重1/15,心脏采血一次可采0.5ml; ? 生育期为一年，寿命达2-3年； ? 体温为37～39℃；染色体为20对。 繁殖特性：

? 6～7周龄性成熟。雌性35～50d、雄性45～60d便可交配繁殖。配种最好在65～90日龄。 ? 发情周期4～5d，妊娠期19～21d，哺乳期20～22d。每胎产仔8～15只，年产6～9胎。

? 20日龄左右即可离乳，体重可达14g（10～16g）左右，一般实验及科研小鼠体重为（18～22g）。

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