实验动物按遗传学分类及常用实验动物
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1. 实验动物定义及遗传学分类和微生物控制程度分类?定义:实验动物:又称狭义实验动物,是指经人工培育和人工改造,对其携带的微生物和寄生虫实行控制、遗传背景明确或者来源清楚,而应用于科学研究、教学、生物制品或药品生产、鉴定以及其它科学实验的动物。
实验用动物又称广义实验动物,泛指用于科学实验的各种动物,包括实验动物、家禽和野生动物。
遗传学分类:实验动物按遗传学可分为相同基因类型和不同基因类型两大类。
相同基因类型又分为近交系、突变系和杂交F1代;不同基因类型又称远交群或封闭群。
微生物控制程度分类:可分为四类:无菌动物(germ free animal,GF)、无特定病原体动物(specific pathogen free animal,SPF)、清洁动物(clean animal,CL)和普通动物(conventional animal,CV)。
GF和悉生动物饲养于隔离环境中,SPF和CL饲养于屏障环境中,CV饲养于开放环境。
2、什么是近交系动物,举例常用的近交系动物?定义:近交系动物:一般称为之纯系动物。
是采用兄妹交配(BXS——brother xsister)或亲子交配(PXO——parent xoffspring,父母与子女交配),连续繁殖20代以上而培育出来的纯品系动物。
一般以小鼠为典型代表。
所以把啮齿类动物同胞兄妹连续交配达20代以上的品系称为近交系,其近交系数可达99.8%,亦可用亲子(父女、母子)连续交配20代以上达到近交目的,其近交系数可达99%。
但必须用年轻的双亲同其子女交配,而且亲子交配不能同兄妹交配混用。
例如,如近交品系大鼠有ACI、AGUS、BN、SHR、F344.3、封闭群动物定义及其应用特点,举例常用的封闭群动物。
定义:封闭群动物:在不从外部引入新个体的条件下,以非近亲交配方式进行繁殖、生产的实验动物种群,且至少连续繁殖四代以上,这群动物可称为封闭群动物。
在这固定的一群动物中,有的可能有近交关系,有的则无近交关系,但都要避免兄妹交配,也要避免亲子、表兄妹、侄伯之间相互交配,保持其一定的遗传差异。
实验动物遗传学和微生物学的分类实验动物遗传学和微生物学是生物学研究的两个重要分支,它们都通过对生物体内基因和微生物微小生物的研究来阐明生物发育和进化的机制,但它们的研究对象和方法略有不同,下面会就分类、研究对象和方法分别进行介绍。
实验动物遗传学分类实验动物遗传学是以实验动物为研究对象的遗传学分支,根据实验动物的不同,可分为哺乳动物实验动物遗传学、昆虫实验动物遗传学、线虫实验动物遗传学、草履虫实验动物遗传学等。
哺乳动物实验动物遗传学哺乳动物实验动物遗传学是实验动物遗传学研究最为广泛和深入的领域,包括小鼠、大鼠、斑马鱼、福寿鱼、豚鼠、猿类等常用的实验动物。
哺乳动物实验动物遗传学的研究对象主要是哺乳动物基因变异与表达的调控,通过对哺乳动物的人工选择、遗传交叉等实验方式,探究基因之间的交互关系和不同基因对生物体产生的影响,从而深入了解细胞、组织甚至整个生物体的发育、生长、代谢和繁殖等生命现象。
昆虫实验动物遗传学昆虫实验动物遗传学主要研究昆虫的遗传发育,如果蝇、蚕、蜂、蜘蛛等,通过对实验室产生的昆虫种群进行种内交配和种间杂交,培育出平衡群体,观察群体的遗传变异、表型分析、杂交后代的染色体组成分析等手段,来研究昆虫遗传变异和表型多样性形成的原因和机制。
线虫实验动物遗传学线虫实验动物遗传学是一种以小型线虫——秀丽隐杆线虫(简称秀丽线虫)为研究对象的实验动物研究方法。
秀丽线虫体积小、生殖周期短、体内基因数量简单,可以在短时间内进行大量的实验。
研究人员可以通过对秀丽线虫进行遗传交叉、转基因方式进行功能分析、基因定位等手段,从而探究其基因与表型的关系,为人们了解多种遗传疾病的引起机制和获得更多生物学基础知识提供了帮助。
草履虫实验动物遗传学草履虫实验动物遗传学是以单细胞草履虫为研究对象的一种实验动物遗传学研究,草履虫具有数量丰富的基因、显著的细胞核生物学特征、种类繁多、细胞特异性小等优点,使其成为基因编辑、转录组学等方面的理想模型。
实验动物分类微生物学控制方法分类遗传学为基础分类实验动物分类:实验动物是科研实验室中常用的生物模型,用于研究人类疾病、药物研发、基础生物学等领域。
根据动物的生物学特征和实验需求,实验动物可以分为多个类别。
1.哺乳动物:哺乳动物是最常见的实验动物类别。
它们具有和人类相似的生理结构和基因组,因此被广泛应用于研究药物毒性、疾病模型等领域。
常用的哺乳动物实验动物包括小鼠、大鼠、豚鼠、兔子等。
-小鼠:小鼠是最常用的实验动物之一,因其繁殖快、基因易于操控等特点而受到广泛关注。
小鼠模型可以用于研究人类疾病、肿瘤、神经退行性疾病等。
-大鼠:大鼠和小鼠类似,但体型较大,适用于更复杂的实验操作,如外科手术等。
-豚鼠:豚鼠也是常用的实验动物之一,体积适中,适合进行一些生物学、生理学和行为学方面的研究。
-兔子:兔子常用于心血管病理、免疫学等领域的实验研究。
2.猪类:猪因其体型较大、解剖结构生理功能与人类相似等特点,被用作模拟人类器官、学习病毒感染机制等研究领域。
猪常用于研究心脑血管疾病、药物毒性测试等。
3.非人灵长类动物:非人灵长类动物包括猿类和猴类。
由于其智力和行为特征与人类相似度较高,因此在神经科学、行为学、神经退行性疾病等领域常被用于研究。
4.鸟类:鸟类是另一类常用的实验动物。
鸟类有较大的生物多样性,在研究发育生物学、行为学、遗传学等方面具有独特的优势。
5.其他动物:此外,还有很多其他种类的动物可作为实验模型,如鱼类、蛙类、昆虫等。
这些动物常被用于研究生物学、发育学、遗传学等方面的基础研究。
微生物学控制方法分类:微生物学具有重要的应用价值,在农业、食品加工、环境保护等方面有广泛的应用。
下面是微生物学控制方法的分类:1.生物防治:生物防治是通过应用特定的微生物,来控制病害虫和病原体的方法。
常用的生物防治微生物包括杀虫菌、拮抗菌等。
例如,使用芽孢杆菌来控制害虫的生长繁殖,使用拮抗菌来抑制病原菌的生长等。
2.生物肥料:微生物也可用于制备有机肥料,用于提供植物所需的养分。
根据实验目的不同,对实验动物要求亦不同,因此对实验动物作如下的分类。
(一)遗传学控制分类 1.近交系动物:近交系动物即一般称的纯系动物。
此类动物是指采用兄妹交配(或亲子交配)繁殖20代以上的纯品系动物。
2.突变种纯系动物:是指实验动物正常染色体中某个基因发生了变异的具有各种遗传缺陷的突变品系动物。
3.纯杂种动物:是指无计划随意交配而繁殖的动物,即一般动物室供应的杂种动物。
(二)微生物学控制方法分类 1.无菌动物:这种动物无论体表或肠道中均无微生物存在,并且体内不含任何抗体。
2.悉生动物:是给无菌动物引入已知5~17种正常肠道菌丛培育而成的动物。
3.无特殊病原体动物:又称屏障系统动物。
4.清洁动物或最低限度疾病动物:该种动物是饲养在设有清洁走廊和不清洁走廓的设施中,其种群均来自剖腹产。
5.常规动物:指一般在自然环境中饲养的带菌动物。
常用实验动物的种类和品系根据我国实验动物的使用情况和国外文献报道的常使用的实验动物,最常用的实验动物品种为:小鼠、大鼠、地鼠、豚鼠、兔、犬、猫和非人灵长类中猕猴。
有些专业或课题或教学用的实验动物有:蛙、蟾蜍、鸡、鸭、鸽、长爪沙鼠、棉鼠、雪貂、羊、猪和树鼩等。
一、小鼠(mouse,musmusculus)小鼠是最常用的实验动物。
品系多,可供选用的范围广,性周期短,生育力强,产量大,饲养管理方便,一次可以获得数量较多、健康素质一致的动物,价较廉。
加上对小鼠的生物学特性比较了解,遗传学工作做得比较深入和广泛,实验积累的资料也较丰富,因而素为科研工作者所乐用。
小鼠形体小,听嗅觉好,视觉差,生来有五怕:怕过冷过热、怕饿怕渴、怕强光噪音、怕惊吓疾病、怕挤拥暴力。
室温差2~3℃就能引起它们生理上的改变,低温性周期延缓、食量增加,深低温易感冒或冻死。
过热生育能力下降,母鼠不哺育幼鼠,雄鼠睾丸萎缩,成精能力下降,高温则死亡。
怕饥饿,供水量不足造成脱水,精神萎靡不振。
强光造成视网膜损伤,影响生殖能力。
噪音、超声波小鼠烦躁不安,小鼠能听到超声波段音响、DBA/2出现听源性癫痫、有些品系则瘫痪不能走动。
小鼠的疾病颇多,病毒性疾病就有20多种,细菌性疾病10多种。
挤拥做成小鼠应激,影响脑垂体-肾上腺系统反应。
对小鼠饲养管理、实验操作粗暴都会带来小鼠应激和异常反应,改变其生理状态,给饲养繁殖生产、实验研究带来不良的影响。
按照遗传学的要求和饲养繁殖的不同方法,实验动物小鼠可分为近交系(inbredstrain),封闭群(远交系)(closedcolony,outbredstock),和突变系(mutant)小鼠。
(一)近交系1985年小鼠标准化遗传命名国际委员会第8次公布近交系233个品系,其中有我国TA1,TA2,6153个品系,被列为国际公认的品系。
一个品系或基因型相似的品系,经过连续20代全同胞兄妹或亲代与子代交配培育的品系称为近交系。
山西医科大学晋祠学院教案No皮肤上,大动物可挂在颈上或笼箱上。
3。
烙印法烙印法是用刺数钳在动物无体毛或明显部位(如耳、面鼻部和四肢等部位)刺上编号,然后用棉签蘸着溶有乙醇的黑墨汁在编号上涂抹.烙印前,最好对烙印部位预先用75%乙醇消毒,以免造成皮肤局部感染。
五、小鼠的捉拿、给药方法及处死1、捉拿:可采取双手法和单手法两种形式.双手法:右手提起鼠尾,放在鼠笼盖或其他粗糙面上,向后方轻拉,小白鼠则将前肢固定于粗糙面上。
此时迅速用左手拇指和食指捏住小白鼠颈背部皮肤(图1),并以小指与手掌尺侧夹持其尾根部,固定于手中.单手法:小白鼠置于笼盖上,先用左手食指与拇指抓住鼠尾,手掌尺侧及小指夹住尾根部,然后用左手拇指与食指捏住颈部皮肤。
2、给药方法(1)、灌胃(po):小白鼠一般由一人操作,左手捏持小白鼠头、颈、背部皮肤,使动物腹部朝向术者,右手将连接注射器的灌胃针由口角处插入口腔,用灌胃针将动物头部稍向背侧压迫,使口腔与食管成一直线,将灌胃针沿上颚壁轻轻插入食道,小白鼠一般用3 cm。
插管时应注意动物反应,如插入顺利,动物安静,呼吸正常,可注入药物;如动物剧烈挣扎或插入有阻力,应拔出灌胃针重插,如将药物灌入气管,可致动物立即死亡.常用灌胃量为0。
1~0。
2 ml/10g。
注意事项1、捉拿固定某一动物之前,要对该动物的习性有一定的了解.2、捉拿固定动物时须小心谨慎,大胆果断,但切不可粗暴3、捉拿动物过程中要以规范性的方法抓取和固定动物,要避免因动作粗暴而造成动物的损伤。
例如家兔这样的动物,不能采用抓双耳或抓提腹部的错误捉拿方法。
4、抓取大鼠或小鼠尾部时动作要轻,防止拉断鼠尾。
不可提起动物玩耍!提起动物后,应迅速放在粗糙台面上。
5、捉拿动物过程中应防止被动物咬伤,若不慎被动物咬伤、抓伤。
应及时用碘酒、乙醇消毒,随后到有关医疗机构诊治成年动物插管深度一般是:小鼠3cm,大鼠5cm,家兔15cm,犬20 cm。
(2)、皮下注射(ih):皮下注射是将药物注射于皮肤与肌肉之间.实验动物皮下注射一般应由两人操作,熟练者也可一人完成.由助手将动物固定,术者用左手捏起皮肤,形成皮肤皱褶,右手持注射器刺入皱褶皮下,将针头轻轻左右摆动,如摆动容易,表示确已刺入皮下,再轻轻抽吸注射器,确定没有刺入血管后,将药物注入.拔出针头后应轻轻按压针刺部位,以防药液漏出,并可促进药物吸收.。
山西医科大学晋祠学院教案No挂牌法是将标有编号的金属制号码牌固定在实验动物的耳部皮肤上,大动物可挂在颈上或笼箱上。
3. 烙印法烙印法是用刺数钳在动物无体毛或明显部位(如耳、面鼻部和四肢等部位)刺上编号,然后用棉签蘸着溶有乙醇的黑墨汁在编号上涂抹。
烙印前,最好对烙印部位预先用75%乙醇消毒,以免造成皮肤局部感染。
五、小鼠的捉拿、给药方法及处死1、捉拿:可采取双手法和单手法两种形式。
双手法:右手提起鼠尾,放在鼠笼盖或其他粗糙面上,向后方轻拉,小白鼠则将前肢固定于粗糙面上。
此时迅速用左手拇指和食指捏住小白鼠颈背部皮肤(图1),并以小指与手掌尺侧夹持其尾根部,固定于手中。
单手法:小白鼠置于笼盖上,先用左手食指与拇指抓住鼠尾,手掌尺侧及小指夹住尾根部,然后用左手拇指与食指捏住颈部皮肤。
2、给药方法(1)、灌胃(po):小白鼠一般由一人操作,左手捏持小白鼠头、颈、背部皮肤,使动物腹部朝向术者,右手将连接注射器的灌胃针由口角处插入口腔,用灌胃针将动物头部稍向背侧压迫,使口腔与食管成一直线,将灌胃针沿上颚壁轻轻插入食道,小白鼠一般用3 cm。
插管时应注意动物反应,如插入顺利,动物安静,呼吸正常,可注入药物;如动物剧烈挣扎或插入有阻力,应拔出灌胃针重插,如将药物灌入气管,可致动物立即死亡。
常用灌胃量为0.1~0.2 ml/10g。
注意事项1、捉拿固定某一动物之前,要对该动物的习性有一定的了解。
2、捉拿固定动物时须小心谨慎,大胆果断,但切不可粗暴3、捉拿动物过程中要以规范性的方法抓取和固定动物,要避免因动作粗暴而造成动物的损伤。
例如家兔这样的动物,不能采用抓双耳或抓提腹部的错误捉拿方法。
4、抓取大鼠或小鼠尾部时动作要轻,防止拉断鼠尾。
不可提起动物玩耍!提起动物后,应迅速放在粗糙台面上。
5、捉拿动物过程中应防止被动物咬伤,若不慎被动物咬伤、抓伤。
应及时用碘酒、乙醇消毒,随后到有关医疗机构诊治成年动物插管深度一般是:小鼠3cm,大鼠5cm,家兔15cm,犬20 cm。
医学实验动物学第一章绪论1、实验动物:是指经人工饲育,对其携带的微生物实行控制,遗传背景明确或者来源清楚的用于科学研究、教学、(生产)、检定以及其他科学实验的动物。
2、按遗传学分类:近交系动物、封闭群动物、突变系动物、杂交一代动物。
3、按照微生物控制程度分类:普通级、清洁级、无特定病原体(SPF)级、无菌级{悉生动物}。
4、实验用动物:能够用于科学实验的所有动物。
它包括实验动物、经济动物(家畜、家禽及观赏动物)、野生动物。
5、动物福利→“3R”:Reduction(减少)、Replacement(替代)、Refinement(优化)李安乐老师:1、近交系数:根据近亲交配的世代数,将基因的纯化度用百分比来表示。
即群体中某个体通过遗传携带两个同源等位基因的概率。
2、血缘系数(Rxy):群体中个体之间基因的相似程度。
如:同卵双生Rxy:100%、亲子Rxy:50%、近交系Rxy几达100% (实际20代为99.6%)。
3、近交系:至少经过20代以上连续全同胞或亲子交配,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的动物群。
近交系数达98.6%以上。
4、亚系:指一个近交系内各个分支的动物之间,已发现或十分可能存在遗传差异。
5、近交系特征:(1)基因位点纯合性、(2)遗传组成同源性、(3)表型一致性、(4)长期遗传稳定性、(5)遗传特征的可分辨性、(6)遗传组成的独特性(个体性)、(7)敏感性、(8)近交衰退、(9)分布广泛性、(10)背景资料和数据的完整性。
6、普通近交系(Inbred strain animals) (1)个体极为一致,实验反应一致:动物用量少 (2)组织相容性抗原一致:移植实验 (3)明显生物学特点:隐性基因暴露 (4)遗传分析:多个近交系对比使用7、重组近交系(Recombinant inbred strain, RI) :由两个无血缘关系的近交系杂交后,得到F2代,分组分别经20代以上的兄妹交配而育成的近交系系列动物。