一、实验动物、近交系动物、转基因动物、屏障环境
实验动物(Laboratory Animal): 是指经人工饲养、繁育，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。包括四个基本内涵：
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
近交系(Inbred Strain)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（Inbreeding Coefficient）应大于99%。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
通过实验手段将新的遗传物质(外源性的基因片段)导入到动物的胚细胞中，并能稳定的遗传，由此获得的动物称为转基因动物。常用的方法有显微注射法、逆转录病毒载体法、胚胎干细胞介导法、精子载体法、电转移法、基因直接导入法等。
屏障环境：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。
二、实验动物环境设施分类
实验动物设施是指实验动物和动物实验设施的总和。一个设施可以大到动物中心或生产繁殖机构，小至某一实验动物室。总体的原则是提供实验动物最适宜的环境，保障实验动物的质量和为动物实验的准确性提供可靠保障。
（一）、按其功能分类
1．动物生产设施（Animal Production Facility） 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。
2．动物实验设施（Animal Experimental Facility） 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饲育、试验的建筑物、设备以及运营管理在内的总和。
3．特殊动物实验设施（Special Animal Experimental Facility） 指用于感染、毒理动物实验、病原微生物和细胞培养、重组DNA、转基因动物实验、克隆和胚胎干细胞、细胞实验和应用特殊化学物质等进行实验的建筑物、设备以及包括运营管理在内的总和。
（二）按微生物控制程度分类
1．普通环境（Open System）
直接与外界大气相通，是饲养普通级实验动物的场所。饲料、饮水要符合卫生要求，垫料要消毒，饲养室内要有防鼠、防昆虫等措施。
2．屏障环境（Barrier System）
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。 3．隔离环境(Isolation System)
与外界环境完全隔离的环境内。工作人员通过隔离器上组装的无菌手套进行操作，不直接接触动物。饲料、饮水，垫料，笼具等都应高压、高温灭菌。进入隔离器内的一切物品均需通过传递舱灭菌。适合饲养SPF、无菌动物、动物的保种育种或同等级的动物实验。
（三）按设施的平面布局分类
1．无走廊式(No Corridors)
用于饲养品种单一或以实验为主的设施。一般饲养普通级动物
2．单走廊式（Single Corridors）
一般的研究机构在进行中、短期动物实验。相对于双走廊其优点是占用空间小，设施利用率较高，维护费用低。缺点为清洁笼具和污染材料之间常常存在污染的危险，走廊相对拥挤。
3．双走廊式（Double Corridors）
常用的一种实验动物屏障设施类型。可以有效分割为清洁区和污染区。作为屏障设施使用，比较容易控制微生物污染。缺点是有效利用面积减少。
4．三走廊式（Three Corridors）
三走廊式压力梯度从中间的洁净走廊、前室、动物饲养室、污物走廊逐渐降低，是目前常用的动物实验设施。
三、地鼠的习性、特点（颊囊、冬眠） 地鼠的习性： 1．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。
2．采食性
有很强的贮食习性，可将食物存贮于颊囊内。其颊囊可充分扩张，贮藏能力极大，便于冬眠时食用。地鼠口腔内两侧各有一个很深的颊囊，一般深度为3.5～4.5厘米，直径为2～3厘米，一直延续到耳后颈部。通过颊囊将大量食物搬于巢中。
3．嗜睡性
睡眠很深时，全身肌肉松弛，且不易弄醒，有时误认为死亡。室温低时出现冬眠，一般于8～9℃时可出现冬眠，此时体温、心跳、呼吸频率、基础代谢率均降低。室温低于13℃则幼仔易于冻死，室温最好保持20～25℃，相对湿度40～70%。
地鼠的特点：
（一）解剖学特点：
1．头骨较长，门齿孔小，臼齿呈三棱形，齿式为2（门1/1，犬0/0，前臼0/0，臼齿3/3）=16，门齿能终生生长。
2．口腔内两侧各有一个颊囊。颊囊缺少腺体和完整的淋巴通路，因此对外来组织不产生免疫排斥反应，可用于异体移植。中国地鼠颊囊容易翻脱。
3．在臀髋部有一种腺体，当地鼠处于性兴奋状态时，分泌物会使局部皮肤湿润。雌性地鼠不如雄性发育完全，腺体外露也不明显。
（二）生理学特点：（略看） 1．地鼠生殖周期短。
金黄地鼠性周期开始出现年龄为30～32日龄，妊娠为16（14～17）d，为啮齿类动物中妊娠期最短者。哺乳期20～25d，离乳后雄鼠2月龄，雌鼠 1.5月龄可配种。成熟期时除发情期以外雌鼠不许雄鼠靠近。年产5～7胎，每胎产仔约7只。平均寿命2～3年。
2．出生仔鼠体重2～3.3g，离乳时体重可达25～28g，成年体重约为150g，雌鼠体重比雄鼠稍大。成年中国地鼠体重约为35g，雄鼠则比雌鼠大。
3．地鼠对皮肤移植的反应特别，封闭群内个体间皮肤移植常可存活，并能长期生存下来，但不同群体间移植则100%被排斥。这一现象正吸引着许多免疫工作者进行深入的研究。 4．中国地鼠（黑线仓鼠）与金黄地鼠解剖生理特点基本相似，但也存在一些差异，如中国地鼠的染色体少而大，二倍体细胞 2n=22，大多数能相互签别，定位明确，尤其Y染色体在形态上是独特的，极易识别。无胆囊，大肠长度比金地鼠短1倍，但脑重、睾丸大均比金地鼠重近1倍。
三、实验动物人性化及3R 至少要满足动物五种基础需要:1.足够饮水和营养良好的食物；2.任何时间不受饮水的限制3.免受痛苦和疾病的折磨；4.免受焦虑和害怕的折磨；5.能够表达正常生理学行为，如躲藏、犊和互相关照等。3R的基本内涵：
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。
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。
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。
3R研究的意义：
（一）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
（二）为科学发展提供了新思路和新方法
（三）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、社会进步在科技上的一种体现。
五、小鼠的行为和生理学特点
（一）行为学特点
1.性情温顺，胆小怕惊，对环境反应敏感。
2.喜居于光线暗的安静环境，昼伏夜动，喜欢啃咬。 3.社会群居性。
（二）生理学特点
1．小鼠体型小
2．体温与能量代谢 。对小鼠需要供给充足的饮水。小鼠饮水量为4～7ml/d。
3．泌尿 小鼠尿量较小，一次排尿仅1～2滴。与其他哺乳动物不同的是，小鼠尿液中含有蛋白质和肌酸酐。
4．生殖 生长期短、成熟早、繁殖力强。小鼠6～7周龄时性成熟，性周期为4～5d，妊娠期为19～21d；哺乳期为20～22d；有产后发情特点，每胎产仔数为8～15头，一年产仔胎数6～10胎，繁殖率很高，生育期为1年。小鼠为全年多发情动物，发情周期可分为前期、发情期、后期和间情期四个阶段，每个阶段阴道粘膜均发生典型变化，通过阴道涂片可判断处于哪个阶段。交配后10～12h，雌鼠在阴道口形成一个白色的阴道栓，这是受孕的标志。
六、近交系繁殖生产
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。
（一）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。
（二）繁殖：近交系动物的繁殖可分为：基础群（Foundation Stock）血缘扩大群（Pedigree Expansion Stock）生产群(Production Stock),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。
1.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：1.平行线式2.单线式3.综合式。也可用于近交系动物的培育（1）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。（2）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。（3）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。
2.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。
3.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。
七、封闭群引种
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条件下，至少连续繁殖 4 代以上，称为封闭群，亦称远交群（Outbred Stock）。
引种：繁殖用原种的封闭群动物必须遗传背景明确，来源清楚，有较完整的资料（包括种群名称、来源、遗传基因特点及主要生物学特性等）。一般小型啮齿类封闭群动物引种数目不能少于25对。
哈迪-温伯格Hardy-Weinberg定律，也称基因平衡定律。等位基因频率:群体中，一条染色体上某种等位基因数与该染色体上全部等位基因数之比。基因型频率:群体中，某基因型个体数与该群体全部个体数之比。
八、大鼠解剖学特点、肝脏再生、无胆囊、环尾病、裸大鼠的免疫学特点
解剖学特点：
1.门齿终生不断生长，需磨损维持其定。
2.食道与十二指肠相距很近，胃中有一条皱折，收缩时会堵住喷门口，这是大鼠不会呕吐的原因。 3.肝脏再生能力强，无胆囊，来自各叶的胆管形成总胆管，开口于十二指肠的乳突上。 4.肺结构特别，左肺为1个大叶，右肺分成4叶。 5.心脏和外周循环与其他哺乳动物不同。心脏的血液供给既来自冠状动脉，也来自冠状外动脉。 6.右肾比左肾靠近头侧，肾为蚕豆形，右侧比左侧稍高。单乳头肾，肾脏前端有一米粒大的肾上腺。7.雌性生殖器呈圆形，有凹沟，子宫为丫型双角子宫，左右子宫角的腔是完全分开的。两个子宫颈独立地开口于阴道。胸部和腹部各有3对乳头。
大鼠无胆囊，肝脏再生能力强，不能呕吐，因此不能用于做催吐实验。
当环境湿度低于40％时，大鼠易患环尾病（环状坏死症）。
裸大鼠的免疫缺陷特征：①免疫器官的组织学与裸小鼠相似，幼龄裸大鼠的解剖发现，有胸腺残迹，内有未分化的上皮细胞，但未见淋巴细胞；②先天性无胸腺，无T细胞，T细胞功能缺失，但B细胞功能正常，NK细胞的活力较正常鼠高。
附：裸大鼠的一般特征：
①体毛稀少，裸大鼠并不像裸小鼠一样完全无毛，而是体毛稀少，尾根往往多毛； ②发育迟缓与裸小鼠一样发育相对较缓慢，体重为正常大鼠的70％左右；
③繁育能力差，由于裸大鼠与裸小鼠一样在妊娠期间乳腺发育缺损，故其繁殖方式同裸小鼠相同，即用纯合子的雄鼠与杂合子的雌鼠交配方式进行繁育；
④易患呼吸道疾病，由于其无胸腺，免疫力低下，因此易感各种疾病，特别是在环境较差时，易感溃疡性气管炎和化脓性支气管炎等，生存时间约6～7个月。
九、豚鼠的补体、常用犬品种
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，易引起变态反应。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。（注：变态反应也叫超敏反应，指机体对某些抗原初次应答后，再次接受相同抗原刺激时发生的一种以机体生理功能紊乱或组织细胞损伤为主的特异性免疫应答。）
国际上用于医学科学研究的常用犬主要有小猎兔犬、墨西哥无毛犬、四系杂交犬、Boxer黑白斑点短毛犬等。
十、兔解剖特点
1．口腔小，上唇分开 齿式为2（门2/1，犬0/0，前臼3/2，臼齿3/3）=28。唾液腺有4对，即腮腺、颌下腺、舌下腺和眶下腺。
2．家兔为单胃。盲肠非常大，占腹腔的1/3。在回盲处有特有的圆小囊。
3．雄兔睾丸可以自由地下降到阴囊或缩回腹腔。雌兔为双子宫，有乳头3～6对。兔为单乳头肾。
4．兔的胸腔构造:纵隔将胸腔分左右两室，互不相通。颈神经血管束中减压神经易于分离。
5．幼兔的消化道发生炎症时，消化道壁即成为可渗透的，这样消化道中的有害物质易被吸收，这就是幼兔腹泻时容易自身中毒而死亡的原因。
十一、动物饲养室有害气体
主要有害气体：氨、甲基硫醇、硫化氢、硫化甲基、甲基丁烷、三甲胺、苯乙烯、乙醛和硫化二甲基。
附：信息素（pheromone）或叫引物信息素（primer pheromone）
①Lee-Boot效应，是指小鼠群养时常常发生假性妊娠和发情周期混乱的现象。
②Whitten效应，是指由于雄性动物分泌的信息素促使雌性动物的发情周期出现有规律的现象。 ③Bruce效应，是指怀孕初期的雌性小鼠与交配对象以外的雄性接近或同居时产生的中止妊娠反应。
十二、动物实验前准备：
准备工作的内容有： 1.饲养室和饲养器具的准备 2.动物数目的确定 3.动物的购入 4.动物的称重
5.动物的分组标记及动物的管理等。
动物的购入时注意事项 ：
1．各项实验前的准备工作是否已落实，如动物笼具数量、清洁卫生情况、动物观察室内是否已消毒。
2．购入动物时应向供应部门索取动物的遗传背景资料、实验动物有效的质量合格证、实验动物微生物控制的检查资料以及动物的年龄和健康等方面的资料。
3．如若是清洁级以上级别的动物，其运输工具应严格检查密封状况。购入动物回到实验室的时间不宜太长。如若是长途运输，还应考虑到途中各种因素对动物的影响，如运输环境的温度、湿度、饮食等等。尤其要注意动物在途中不能被污染和引起窒息死亡。
4．动物健康检查：应对购入动物的健康情况进行详细检查，检查包括： （1）外观。一般常发生异常的部位及其外观检查内容有：
皮毛：有无光泽和脱毛变化。
口腔：流涎、出血、粘膜汤疡、口臭等。
鼻腔：鼻汁、出血、干燥（有些动物鼻镜干燥）。
眼：眼屎、流泪、白内障、角膜损伤等。
耳：外伤、耳壳曲折、贫血、中耳炎等。
尾：弯曲、断折等。
四肢：弯曲、脱臼、外伤、关节炎等。
肛门：下痢、血便、脱肛等。
（2）营养状况。被毛逆立、精神倦怠、瘦弱或过肥等属于营养不良。 （3）饲料、水摄入量。有无采食减少、食欲低下、过食等。
（4）动物状态。不活动、转圈运动、卧地不起、跛行、痉挛等属不正常。
十三、动物分组标记
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。 2．烙印法 3．挂牌法
4．耳孔法
一般来说，小型动物适宜用耳孔法和染色法，中型动物适用挂牌法和烙印法。
十四、影响动物和实验的因素
• 气候因素（温度、湿度、气流速度等） • 理化因素（照明、声音、气味等） • 居住因素（房屋、笼具、垫料等）
• 同种动物间因素（饲养密度、社会地位、势力范围等）
附：
1、实验动物科学的定义：是研究实验动物和动物实验的一门新兴学科。
2、实验动物:略。 动物实验:以实验动物为材料，采用各种手段和方法在实验动物身上进行实验，研究实验过程中实验动物的反应、表现及其发生机制、发展规律，以探讨生命科学的疑难问题。
3、种（Species）：是生物学分类系统中最基本单位。同种间可相互交配且后代有繁殖能力的同一类的动物 。
品种（Stock，Breed）：是研究者根据不同需要而对同一“种”的动物进行改良和选择（即定向培育），并具有某种特定外形和生物学特征，并能较稳定地遗传的动物群体。
品系（Strain）：指动物群体来源明确，在其内部采用某种交配方法繁殖，个体间具有相似的外貌、群体内都有独特的生物学特征和基本稳定的遗传特性，可用于不同实验目的的动物群体。
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。
支系(Subline)：是指品系或亚系经过人工技术处理后称为支系。
4、普通动物（conventional animal，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。 清洁动物（clean animal，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。
无特定病原体动物（specific pathogen free animal，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。
无菌动物（germ free animal，GF；四级动物）：指无可检出一切生命体的动物。
悉生动物（gnotobiotic animal，GN；四级动物）：又称已知菌（丛）动物，饲养于隔离系统。具有更强的生活力和抵抗力，更易于饲养管理。
