第十一章遗传工程动物模型

动物模型的概念动物模型是指利用动物作为研究对象，以模拟人类疾病或生理过程的实验方法。

在医学、生物学和药物研发等领域，动物模型被广泛应用于疾病机制研究、药物筛选和治疗效果评估等方面。

通过对动物模型的研究，科学家们可以更深入地了解疾病的发生机制，寻找新的治疗方法，并评估治疗效果。

动物模型的应用起源于古代。

早在公元前400年，亚里士多德就开始使用动物进行实验研究。

而现代动物模型的建立则主要始于20世纪。

在之后的几十年里，科学家们不断开发和完善各种动物模型，以满足不同领域的研究需求。

常见的动物模型包括小鼠、大鼠、猪、狗、猴等。

选择哪种动物模型取决于研究目的和所研究的疾病或生理过程的特点。

例如，小鼠是最常见的动物模型之一，其具有生育力强、寿命短、易于育种等优点，非常适用于基因功能研究和药物筛选。

而猪则因其解剖结构和生理功能与人类较为相似，成为心血管疾病、消化系统疾病等研究的理想模型。

动物模型的建立需要经过严格的实验设计和伦理审查。

在进行动物实验之前，科学家们必须制定详细的实验方案，确保实验目的明确、实验过程严谨，并保证动物的福利不受伤害。

伦理审查委员会会对实验方案进行评审，并根据动物福利法规对实验进行监督。

动物模型的优缺点需要充分考虑。

虽然动物模型在科学研究中具有重要的地位，但也存在一些限制。

首先，动物模型与人类生物学和疾病机制存在差异，因此研究结果可能无法完全适用于人类。

其次，动物模型的建立和维护需要大量的时间、金钱和资源。

此外，动物实验也涉及伦理和道德问题，需要权衡动物利益与科学研究的价值。

近年来，随着生物技术的进步，越来越多的替代方法被用于替代或减少动物实验。

例如，体外细胞实验、计算机模拟和人体器官芯片等技术的发展，为人类疾病研究提供了新的途径。

然而，目前这些替代方法仍然无法完全替代动物模型，仍需依赖动物模型进行深入研究。

总的来说，动物模型作为一种重要的研究工具，对于疾病机制研究、药物研发和治疗效果评估都具有重要意义。

动物模型的构建动物模型的构建是生物科学研究中一项重要的工作。

通过构建动物模型，科学家们可以更好地了解动物的生理和行为特征，以及各种疾病的发生机制。

本文将从人类视角出发，介绍动物模型的构建过程以及其在科研中的重要性。

一、动物模型的构建过程1. 选择适当的动物：根据研究的目的和需要，科学家会选择适合的动物作为研究对象。

常见的动物模型包括小鼠、大鼠、猪、狗等。

2. 基因编辑：科学家们会利用基因编辑技术对动物进行基因改造，使其具备特定的遗传特征，以模拟人类疾病的发生过程。

3. 繁殖和培育：科学家们会通过人工控制动物的繁殖过程，获得足够数量的实验动物，并对其进行统一饲养和管理，以确保实验的可靠性和可重复性。

4. 实验设计：科学家们会根据研究的目的设计实验方案，包括实验组和对照组的设置，以及实验参数的确定等。

5. 数据采集与分析：在实验过程中，科学家们会采集动物的生理指标、行为表现等数据，并进行统计学分析，以获得实验结果。

二、动物模型在科研中的重要性1. 疾病研究：通过构建动物模型，科学家们可以模拟人类疾病的发生过程，研究其病理机制，探索治疗方法，并为新药的开发提供依据。

2. 生理学研究：动物模型可以帮助科学家们了解动物的生理特征和生理过程，揭示生物学的奥秘，并为人类健康提供参考。

3. 环境毒理学研究：通过动物模型，科学家们可以评估环境中的化学物质对动物的毒性效应，为环境保护和人类健康提供科学依据。

4. 行为学研究：动物模型可以帮助科学家们了解动物的行为表现，揭示行为背后的原因和机制，为动物行为学和心理学的研究提供基础。

总结：动物模型的构建是生物科学研究中不可或缺的重要环节。

通过构建动物模型，科学家们可以更好地了解动物的生理和行为特征，揭示疾病的发生机制，为新药的开发和环境保护提供科学依据。

因此，动物模型的构建是推动科学进步的重要手段之一。

遗传工程在动物繁育中的应用遗传工程是一种综合应用遗传学、分子生物学、细胞生物学等学科知识和技术手段，对生物体的遗传物质进行改造和调整的技术。

在动物繁育领域，遗传工程的应用与改良不仅为科学研究提供了有力的工具，也为人们提供了更多的动物品种和优质的畜禽产品。

本文将从三个方面着重探讨遗传工程在动物繁育中的应用。

一、基因编辑技术在动物繁育改良中的应用基因编辑技术是一种通过操控生物体的基因组，实现对目标基因的选择性修改的技术。

例如，通过CRISPR/Cas9系统，科学家们可以针对某个基因进行精确编辑。

在动物繁育中，基因编辑技术为育种带来了革命性的改变。

科学家们可以通过编辑动物的基因组，使其具备更多的优良特性，如抗病性、生长速度等。

同时，基因编辑技术还可以用于遗传病的修复，使遗传病患者得到治愈。

二、克隆技术在动物繁育中的应用克隆技术是一种将一个个体的遗传物质复制到另一个个体上的技术。

通过克隆技术，科学家们可以复制出相同遗传背景的动物个体，以达到繁殖目的。

克隆技术在动物繁育中的应用有助于保存珍稀物种和濒危物种，通过复制已有的个体，可以在一定程度上增加它们的种群数量。

此外，克隆技术还可以用于生产高产优质的畜禽种群，提高农业生产效益。

三、基因工程动物在医学研究中的应用基因工程动物是通过人为干预动物的基因组，使其具有特定功能或者表达突变基因的动物。

这些具有特定功能的基因工程动物在医学研究中有着重要的应用价值。

例如，基因工程动物可以用于模拟人类遗传性疾病，帮助科学家们研究和治疗这些疾病。

此外，基因工程动物还可以用于测试新药的疗效和安全性，为药物研发提供重要的实验依据。

总结起来，遗传工程在动物繁育中的应用，不仅为动物繁育改良提供了新的技术手段，也促进了动物繁殖领域的科学研究和产业发展。

基因编辑技术的应用使得育种更加高效精准，克隆技术的应用有助于保护珍稀物种和提高农业生产效益，基因工程动物在医学研究中的应用为疾病治疗和药物研发提供了有力的支持。

基因工程动物模型定制方案概述基因工程动物模型是利用基因编辑技术对动物进行人为改良，使其具有特定的遗传特征，以用于科学研究、药物研发等应用领域。

定制一种合适的基因工程动物模型需要考虑多方面因素，包括基因编辑方法、目标基因的选择、动物品种的适用性等。

本文将从设计流程、技术路线、实验流程等方面对基因工程动物模型定制方案进行详细介绍。

一、设计流程1、确定研究目的定制基因工程动物模型的首要步骤是确定研究目的。

研究者需要明确自己的研究方向和目标，以便有针对性地选择合适的基因编辑方法和目标基因。

2、选择动物种类基因工程动物模型可以包括小鼠、大鼠、猪、猴等多种动物种类。

研究者需要根据自己的研究需求和目标选择合适的动物种类，考虑到动物的生活习性、生长速度、繁殖能力等因素。

3、选择基因编辑技术基因编辑技术包括CRISPR/Cas9、TALENs、ZFNs等多种方法。

研究者需要根据目标基因的特性和编辑效率选择合适的基因编辑技术，以确保编辑效果的准确性和稳定性。

4、选择目标基因研究者需要根据自己的研究目的和需要选择合适的目标基因进行编辑。

目标基因可以是与某种疾病相关的致病基因、某种生理过程相关的关键基因等。

5、确定编辑方案在选择了目标基因和编辑技术之后，研究者需要设计具体的编辑方案，包括编辑位点的选择、编辑方式的确定等。

编辑方案需要考虑到编辑效率、编辑精准度、编辑后是否会引发其他不良影响等因素。

6、建立动物模型在确定了编辑方案之后，研究者需要进行基因编辑实验，将编辑后的细胞移植到动物的受精卵中，从而建立基因工程动物模型。

建立动物模型需要严格控制实验条件，确保编辑效果的稳定性和准确性。

二、技术路线1、基因编辑技术基因编辑技术是定制基因工程动物模型的核心部分。

研究者需要根据目标基因的特性选择合适的基因编辑技术。

CRISPR/Cas9是目前最常用的基因编辑技术之一，它具有编辑效率高、操作简单等优点，适用于大多数动物种类。

对于一些特定的目标基因，也可以选择其他基因编辑技术，如TALENs、ZFNs等。

《实验动物学》教学大纲Ⅰ前言实验动物学是一门专门研究实验动物和动物实验的新兴边缘学科，它是现代科学技术的重要组成部分，是生命科学的技术和条件，是衡量现代医学科学的重要标志。

实验动物学内容极为丰富，是一门理论与实际结合密切的学科。

它涉及到医学的各个领域，如遗传学、生理学、解剖学、病理学、生物化学、微生物学、免疫学、营养学、毒理学等学科与实验动物学都有密切关系。

实验动物学的发展促进了实验动物品种的多样化、标准化，另一方面生物医学领域的发展对实验动物提出更高的要求，促使实验动物学不断发展和提高。

通过学习，使学生能掌握实验动物科学的基本理论和知识，学会正确选择和应用实验动物进行实验研究，掌握开展动物实验的一般方法与技能，为今后开展有关专业研究工作打下扎实的基础。

现将大纲使用中有关问题说明如下：一、为了使教师和学生更好地掌握教材，大纲每一章节均由教学目的、教学要求和教学内容三部分组成。

教学目的注明教学目标，教学要求分掌握、熟悉和了解，教学内容与教学要求对应，并统一标示( 核心内容即知识点以下划实线，重点内容以下划虚线，一般内容不标示 )便于学生重点学习。

二、教师在保证大纲核心内容的前提下，可根据不同教学手段，讲授重点内容和介绍一般内容。

三、总教学参考学时为36 学时。

四、课程性质为基础选修课，适用于研究生各专业。

五、使用教材：《医学实验动物学教程》东南大学出版社邵义祥主編，2003 年12 月。

II正文第一章绪论一、教学目的：掌握实验动物科学的概念，了解实验动物科学的研究范围、实验动物在医学领域中的作用及实验动物科学的发展趋势。

二、教学要求1、掌握实验动物学的基本概念和主要研究内容；2、了解实验动物学科发展简史和发展趋势；3、了解实验动物学的一些分支学科。

三、教学内容1、实验动物科学的概念。

2、医学研究与实验动物。

3、实验动物科学发展概况。

4、实验动物科学发展趋势。

5、实验动物从业人员。

第二章实验动物的基本概念一、教学目的：熟练掌握实验动物的定义及分类；了解不同控制等级的实验动物在医学研究领域中的应用。

1实验动物科学：是研究实验动物和动物实验的一门新兴学科。

就是关于实验动物标准化和动物实验规范化的科学。

2近交系动物：是指连续20代的全部同胞兄妹交配培育而成，品系内所有个体都可追溯到其源于第20代或以后代数的一对共同祖先。

3人类疾病动物模型：是指医学研究中建立的具有人类疾病表现的动物实验对象和相关材料。

4杂交系动物：不同品系或种群之间杂交产生的后代5遗传工程动物模型：随着现代生物技术方法的不断进步，人们可以人为地运用各种技术手段有目的地干预动物的遗传组成，导致动物新的性状的出现，并使其能有效的遗传下去，形成新的可供生命科学研究和其它目的的所用的动物模型。

6突变系动物：保持特殊突变基因的品系动物7动物福利：所为动物福利，及人应该合理、人道地利用动物，要尽量保证那些为人类作出贡献的动物享有的最基本的权利。

8实验动物标准化：实验动物标准化由实验动物生产条件的标准化、实验动物质量的标准化、实验动物实验条件的标准化以及与之相适应的饲养管理规范化几个部分组成。

9裸鼠：是指先天性无胸腺，无毛的裸体鼠。

10SPF动物：无特定病原体动物除清洁级动物应排除的病原体外，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。

11诱发性动物模型：又称实验性动物模型，是指研究者使用物理的、化学的、生物的和复合的致病因素作用于动物，造成动物组织、器官或全身的一定的损害，出现些类似人类疾病时的功能、代谢或形态结构方面的病变。

12悉生动物：GN 也称已知菌动物或已知菌丛动物13清洁级动物CL 除普通那个动物应排除的病原以外，不携带对动物危害大和对科学研究干扰大的病原14转基因动物：通过实验手段将外源遗传物质导入动物胚细胞中，并能稳定遗传，由此获得的动物称为转基因动物。

1.按照微生物学等级分类，可将实验动物分为哪几类？简述每类的定义。

普通级动物：不携带所规定的人兽共患病病原和烈性传染病病原的动物。

清洁级动物:：除普通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。

第一章绪论1．实验动物科学：是研究实验动物和动物实验的一门新兴学科，是关于实验动物标准化和动物实验规范化的科学.2. 实验动物科学研究的内容：实验动物饲养学；实验动物医学；比较医学；动物实验技术。

3. 生命科学研究四要素（AEIR四要素）：实验动物；设备；信息；试剂4．实验动物科学发展趋势①重视动物福利②减少、替代和优化研究不断深化和发展③实验动物标准化（生产条件的标准化，实验动物质量的标准化，动物实验条件的标准化）④实验动物资源多样化⑤动物实验规范化⑥实验动物生产与动物实验的专业化与产业化第二章实验动物的基本概念1．实验动物：是指经人工培育，对其携带的微生物实行控制，遗传背景明确或来源清楚，用于科学研究、教学、生物制品或药品鉴定以及其他科学实验的动物。

2．实验用动物：指一切用于各种实验的动物，其中除了符合严格要求的实验动物外，还包括经济动物、野生动物和观赏动物。

3．实验动物的微生物学控制分类.：1) 普通级动物：指不携带所规定的人兽共患病病原和动物烈性传染病病原的动物。

2) 清洁级动物：除普通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，这类动物称清洁动物。

小鼠应排除8种病原菌、5种病毒、7种寄生虫。

3) 无特殊病原体动物：除清洁级动物应排除的病原外，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菌。

小鼠应排除13种病原、11种病毒及10种寄生虫。

4) 无菌动物：指动物身上不可检出一切生命体的动物。

进一步说，是指用现有的检测技术在动物体内外的任何部位均检不出任何微生物和寄生虫的动物。

5）悉生动物：已知菌动物或已知菌丛动物,是指在无菌动物体内植入已知微生物的动物。

4. 实验动物的遗传学控制分类：近交系；突变系；封闭群(远交群) ；杂交群1）近交系：指至少连续20代的全同胞兄妹交配培育而成，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。

命名:①近交系一般以大写英文字母命名;②大写英文字母加阿拉伯数字命名,如A系、TA1系等③较早使用的非正规命名，已经广泛为国际所共知，615、129等;④近郊代数用大写字母“F”表示，如BALB/c(F29),资料不全，可以只写已知代数，如AKR(F?+10)。