常用实验动物的生物学特性及其应用

实验动物中心 欧阳轶强

2018-3-27

小鼠（Mouse）

2018-3-27

小鼠

生物学特性 属于动物界、脊索动物门、哺乳纲、啮齿目、鼠科、小鼠属。来源于野生小家鼠，染色体2n=40。2018-3-27

小鼠外貌特征和习性

1 体型小。 ★小鼠是啮齿类实验动物中最小的动物。2 形似梭。3 毛色品型多。 ★常用的是白化的小鼠——小白鼠。4 阴暗群居，昼伏夜动。 ★饲养和实验时注意——2次活动高峰：傍

晚后1~2h和黎明前。2018-3-27

5 性情温顺，胆小怕惊。

★易捕捉，不主动伤人。6 喜欢啃咬，雄性好斗。

★性成熟的雄鼠放在一起，易发生互斗并咬伤。

7 适应性差。

★不能耐受饥饿和缺水；不耐冷热；对疾病抵抗力差；对外界刺激极为敏感，可发生吃仔现象；自发肿瘤多。

8 杂食性。

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小鼠解剖学特点

1 骨骼系统 ★分中轴骨骼和四肢骨骼两部分。 ★下颌骨形态稳定。 ★上下颌各有2个门齿和6个臼齿，共16个。 ★门齿终生生长。

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解剖学特性

尾巴较长，约等于体长，尾具有平衡、散热和自卫等功能。尾部有四条明显的血管。其背腹面各有一条动静脉并行血管，两侧各有一条静脉血管。

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2 内脏器官

（1）消化系统 ★食管细长，内壁有角质化鳞状上皮，利于灌胃操作；胃容量小，功能差，不耐饥饿；肠道短，盲肠不发达；肝脏4叶，有胆囊；胰腺不规则，似脂肪组织。

（2）呼吸系统 ★左肺单叶，右肺4叶。（3）心脏 ★心尖位于第4肋间。

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（4）泌尿生殖系统★卵巢1对，呈小球状，表面凹凸不平。★子宫为双子宫型，呈“Y”形。★乳腺极为发达，共有5对。★睾丸1对，较大，呈椭圆形，淡红色。幼鼠睾丸藏于腹腔内，性成熟后降入阴囊内。

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小鼠生理学特点

1 生长快，成熟早，繁殖力强。2 全年多发情，性周期明显。★有产后发情的特点。3 正常生理参考值★食料量2.8~7g/d，饮水量4~7ml/d，排粪量1.4~2.8g/d，排尿量1~8ml/d。4 皮肤无汗腺，靠耳朵和尾巴散热。

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小鼠常用品种品系

近交系.

封闭群.

突变系.2018-3-27

二、小鼠常用品种、品系

１、近交系小鼠

　　据不完全统计，近交系小鼠品系、亚系及其衍生物总共加起来有数万个，但在国际上广泛应用的品系数目还是有限的。据Festing对已发表的1600篇研究论文进行统计，C57BL/6是最为广泛应用的小鼠品系，其次是C3H品系，1600篇论文涉及到40多个常用品系，但最为常用的6-8个品系使用率达到70％。对于绝大多数使用者只需要了解常用近交系小鼠品系的生物学特性。

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v 中国培育的近交系小鼠有：TA1（津白一号） 、 TA2 （津白二号） 、 615系

v 引进的近交系小鼠有20多种，常用的有4种。C3H小鼠：1975年从美国引进，毛色为野生色C57BL/6小鼠：1975年从日本引进，毛色为黑色BALB/c：Bagg1913年获得小鼠白化株，经近亲繁殖20代以上育成，毛色为白色

DBA：分为DBA/1和DBA/2两个品系，1977年由美国实验动物中心引进，毛色均为浅灰色。

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小鼠近交系

BALB/c

小鼠

近交系

C57BL

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小鼠近交系

C3H

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小鼠

近交系

DBA小鼠

２、远交种（封闭群）小鼠

v KM种小鼠：我国生产量、使用量最大的远交种小鼠，白色。抗病力和适应力强，繁殖力和成活率高。

v ICR：1973年由日本国立肿瘤研究所引入我国，白色，其显著特点是繁殖力强。

v CFW ：1973年由日本国日本国立肿瘤研究所引入我国，白色，起源于Webster小鼠，经20代近亲交配后，采用随机交配而成。

v LACA ：1973年由英国实验动物中心引入我国，白色。v NIH ：由美国国立卫生研究院培育而成，白色。繁殖力强，

幼仔成活率高，雄性好斗。

小鼠封闭群

昆明小鼠（KM）

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小鼠封闭群

NIH

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小鼠免疫缺陷动物

裸小鼠

主要特性

主要用途

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小鼠免疫缺陷动物

SCID小鼠主要特性

主要用途

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人源化小鼠

人源化小鼠模型是指带有功能性的人类基因、细胞或组织的小鼠模型。这种模型通常被用于人类疾病体内研究的活体替代模型。由于人类生理与动物生理有显著的差别，利用动物模型得到的实验结果有时不能适用到人体上。比如，有些利用小鼠等动物模型开发的药物在人体上并没有效果。

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重度联合免疫缺陷小鼠

v品系名

v NOG Micev专业名称

v NOD.Cg-PrkdcscidIl2rgtm1Sug/JicCrl NOG小鼠的人体细胞和组织移植存活率显著提高，同时能够植入更高比例的正常或癌变人类细胞和组织。

人源化造血/免疫系统小鼠

v 主要应用领域包括： 1）HIV感染模型 2）血液病研究 3）临床骨髓移植模型 4）人类免疫学体内研究 5）人类造血发育的体内研究 6）胚胎干细胞/诱导性多能干细胞分化的体内研究

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小鼠生物医学研究中的应用

肿瘤学研究

药物研究

遗传学研究

免疫学研究

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大鼠（Rat） 属于动物界、脊索动物门、哺乳纲、啮齿目、鼠科、大家鼠属。来源于野生褐色大鼠，19世纪中期欧洲首次用于实验，目前已培育成130多个独立的近交系和远交群。适用于高级神经活动、肿瘤学、病毒学、毒理学等方面的研究；染色体2n=42。

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大鼠习性和行为

胆小怕惊；

昼伏夜动；喜欢独居；

抗病力强；

喜欢啃咬；

敏感性强；2018-3-27

大鼠

外观和体形

身长18-20cm，体重180g-220g

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大鼠

骨和牙齿

上下颌各2个门齿，6个臼齿。

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消化系统

v不会呕吐

v无胆囊

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呼吸系统、循环系统

v左肺1叶，右肺4叶v心脏4个腔

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繁殖特性

　 大鼠发育快，成熟早，繁殖力强。雄性２月龄、雌性2.5月龄达到性成熟，性周期4-5d，妊娠期19-23d(平均21d)，哺乳期25-28d，年产5-8胎，每胎产仔6-12只，生育期1.5年。全年多发情动物，具有产后发情、产后妊娠的特点。寿命2.5-3年。

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解剖学特征

v无扁桃体．胸腺位于气管的前部。

v肝的再生能力很强。如切除60-70%还能再生。v大鼠有胆管、无胆囊。

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生理生化特征

v大鼠心电图无S-T波，豚鼠以上的较大动物均有明显的S-T段

v正常体温39℃ (38.5-39.5℃ )v心率475次／分v呼吸频率85.5(66-114)次／分v通气量7.3(5-10.1)ml/minv红细胞总数8.9(7.2-9.6)百万/mm³v染色体21对。2018-3-27

二、大鼠常用品种、品系

v现在全世界已培育出100多个近交品生系，常用的大鼠近交品系 有：

v ACI系 ：1926年由哥仑比亚大学肿瘤研究所培育 ，黑色，但腹部和脚白色 ，易发生先天性畸形。该品系大鼠低血压。

v F344/N大鼠： 1926年由哥仑比亚大学肿瘤研究所培育 ，白色 ，我国从NIH研究所引进。用于毒理、肿瘤、生理学研究。

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大鼠

近交系

F344/N

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常用封闭群大鼠 v Wistar大鼠：由美国wistar研究所培育而成。使用数量最多，遍及全世界。我国从日本引进，白色。性格温顺,抗病力强,自发性肿瘤发病率低。雄鼠耳朵比其他品系稍长，尾长短于身长。

v SD：1975年由美国Spraque和Dawley农场育成。又叫SD大鼠，多用于营养实验，对性刺激感受性高，自发性肿瘤发病率低。比wistar大鼠生长发育快，产仔也较高。尾长几乎等于身长。

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大鼠封闭群

SD大鼠

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大鼠封闭群

Wistar

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突变系大鼠

v 肥胖症大鼠（Obese Rat ）：血浆中胆固醇、磷脂含量较高，３周龄就表现出肥胖，５周龄肥胖明显。食量大，体重比正常大鼠大一倍。雌性不育。可作为研究人肥胖症模型。

v SHR/OLa大鼠：自发性高血压大鼠，白色。严重的自发性高血压（200mmHg），心血管疾病发生率高，而且无明显原发性肾脏和肾上腺损伤。对抗高血压药物有反应，是筛选抗高血压药物的良好模型。

v 癫痫大鼠

v 白内障大鼠

v 尿崩症大鼠

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大鼠

SHR

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大鼠

生物医学研究中的应用

营养、代谢性疾病研究

内分泌研究

药物研究

行为学研究

老年病研究2018-3-27

常用实验动物第三节 家兔家兔 Rabbit； Oryctolagus cuniculus哺乳纲

兔形目

兔科

欧洲穴兔属

穴兔种

家兔变种2018-3-27

一、生物学特性

（一）一般特性：1、夜行性和嗜眠性。

2、草食性动物，对粗纤维的消化能力强，饲料中粗纤维的含量需达到12--15%。3、有食粪性，被称为半反刍动物。

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4、听觉和嗅觉都十分灵敏，喜爱幽静和空气新鲜的环境，胆小怕惊。

5、对环境影响很敏感，耐寒不耐热，耐干燥不耐潮湿。喜清洁厌污秽

6、喜穴居。7、性情温顺但群居性差，同性好斗。8、有啮齿类行为，喜欢磨牙、啃木。9、寿命：7~15年。

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（二）解剖生理特点：

1、骨骼系统：v与啮齿类动物不同的是有6颗切齿，多了一对小切齿，紧贴在一对大门齿后。

齿式2（ ）=28 v成年兔骨骼只占体重8%，易骨折。

33M

23mp

00C

12I

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2、消化系统：

v肠非常长，约为体长的10倍，尤其盲肠发达。家兔的回肠与盲肠相连处膨大形成一后壁的圆囊，称为圆小囊，这是家兔所特有的。

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v圆小囊的作用：一，消化功能，分泌碱性液体，中和盲肠中微生物分解纤维素所产生的各种有机酸。二，免疫功能，是淋巴组织。三，神经内分泌功能，分泌脑肠肽及溶菌酶等。

v盲肠的作用：一，其中的微生物将纤维素转化为淀粉和其他糖。二，产生软粪，软粪内含有丰富的蛋白质、维生素B。

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3、不会呕吐（兔，大鼠，马属动物）

4、家兔的胸腔内构造与其它动物不同。胸腔由纵膈分为互不相通的左右两部分。肺被肋胸膜和肺胸膜隔开，心脏又被心包胸膜隔开。因此，开胸后打开心包胸膜暴露心脏进行实验操作时，动物不需作人工呼吸。其它动物如犬、猫等开胸后一定要作人工呼吸才能进行心脏操作。

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5、家兔颈部有减压神经独立分支，和迷走神经、交感神经干完全分开。

6、正常体温38.0-39.5℃，体温变化灵敏。

7、其嗜中性粒细胞内有大的嗜酸性颗粒，易误认为是嗜酸性粒细胞。

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8、繁殖：v刺激性排卵动物（家兔，猫，骆驼）。母兔在发情期间，必须通过公兔的交配刺激才能排卵而怀孕。

v家兔卵子是哺乳动物中最大的，是在卵裂阶段最容易在体内培养的卵子，适合胚胎移植。

v繁殖期6月龄~3岁，妊娠期30~33天，哺乳期：25~45天。

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Female Male

雌雄辨别

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二、在医学生物学中的应用

（一）免疫学研究

生产抗体，制备高效价和特异性强的免疫血清。

如：病原体免疫血清，间接免疫血清，抗补体抗体血清、抗组织免疫血清等。

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（二）发热、解热和检查致热原等实验研究

1、给家兔注射细菌培养液和内毒素可引起感染性发热。

2、给家兔注射化学药品或异性蛋白等可引起非感染性发热。

3、药品生物检定中热源的检查常用兔。（三）生殖生理和避孕药的研究

利用家兔诱发排卵的特点进行各种研究。

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（四）眼科的研究

眼球大，便于操作，两眼对照实验 。（五）胆固醇代谢和动脉粥样硬化的研究

对胆固醇吸收率高，清除率低。与人病变相似。

（六）心血管和肺心病的研究

颈部神经血管和胸腔的特殊构造，适合做心血管实验和复制心血管及肺心病模型。 （七）皮肤反应试验

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三、常用品种品系

1、日本大耳白兔 封闭群。 生长快，繁殖强。 两耳大且直立，耳两端细而中部宽，呈柳叶状，全身被毛浓密、纯白，红眼睛，母兔颈下有肉髯。

耳部血管清晰，适合注射或采血。2018-3-27

2、新西兰白兔 封闭群。 毛色纯白，体长中等，早期生长快，性情温和，繁殖力强。已培育出近交系。

3、中国本兔 封闭群。 纯白居多。体型小，耳短嘴尖。抗病力强，适应性好，繁殖力强。

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4、青紫兰兔 封闭群。 毛色特征是每根毛由三种颜色组成，即毛尖黑色，中段灰白色，基部深灰色，全身看为灰蓝色、耳尖尾、背皆为黑色，眼周围、尾腹面、腹下和后颈的三角区的毛色较淡，呈灰白色。

有标准型，中型，巨型三种。

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第四节 犬

犬 DogCanis familiaris哺乳纲

食肉目

犬科

犬属

犬种2018-3-27

一、生物学特性

（一）一般特性

1、喜近人，易驯养。2、环境适应能力强，可承受比较冷和热的气候。

3、犬习惯不停地运动 ，故需要一定的活动场地。

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4、喜食肉类和脂肪性饲料，饲料中需有一定的动物蛋白质和脂肪。

5、正常犬鼻呈油状滋润，人以手背触之有凉感，它能灵敏地反映全身的健康情况。

6、智力发达、记忆力强、感情丰富。7、寿命10--20年。

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（二）解剖生理特点

1、骨骼：v 犬的牙齿具备食肉动物的特点，犬齿大而锐利。出生后十几天开始生乳齿，2个月后开始换齿，8--10个月换齐，但犬要到1岁半后犬齿才能长坚实。

v乳龄齿式 2（ ）=28个 ,成年齿v式2（ ）=42个

00M

33pm

11C

33I

32M

44pm

11C

33I

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v犬无锁骨，肩胛骨由骨骼肌连接躯体。

v有阴茎骨。

2、犬的汗腺很不发达，散热主要靠加速呼吸频率，舌伸出口外喘式呼吸。

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3、感觉器官(鼻好、耳好、眼不行)v 嗅觉和听觉灵敏。其嗅觉能力超过人的1200倍，听觉比人灵敏16倍。v 视觉不灵敏。每只眼睛只有单独视野，视野25度以下，且无立体感。远处的东西看的较清楚，1--2米近处的东西看不清楚，对移动着的物体感觉却比较灵敏。视网膜上无黄斑，即无最清楚的视觉点，因此视觉较差。犬还是红绿色盲，不能以红绿色为条件刺激物进行条件反射实验。

v 味觉迟钝v 触觉灵敏

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4、犬有5种血型，即A、B、C、D、E型，只有A型血（有A凝集原）能引起输血反应。5、犬有4种神经类型：对动物选择很重要v 多血质（活泼型）—均衡的灵活型v 粘液质（安静型）—均衡的迟钝型v 胆汁质（不可抑制型）—不均衡，兴奋占优势的兴奋型v 忧郁质（衰弱型）—兴奋和抑制不发达的弱型

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6、生殖： 性成熟8--10月龄 春秋季两次发情 妊娠期58--63天 哺乳期60天 每胎产仔2--8只

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三、常用品种

犬品种繁多，世界上犬的品种已近300种，根据不同的饲养目的，可分为役用犬、作业犬、猎犬、玩赏犬、牧羊犬、食用犬、实验犬等。专用于实验的品种不多，目前还常买民养犬进行实验。

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吉娃娃 西施犬 贵宾犬

北京犬 狐狸犬 蝴蝶犬

秋田犬 德国牧羊犬 纽芬兰犬

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毕格犬（Beagle) 原产英国，是猎犬中较小的一种。1880年引入美国，开始大量繁殖。我国在20世纪80年代初引进。目前世界上该犬的年用量约为10万头。 尤其适合药理、循环生理、眼科、毒理、外科学等的研究，被国际医学、生物学界公认为最标准的实验用犬。

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第五节 非人灵长类 猕猴猕猴 Rheus monkey； Macaca mulatta Zimmermann哺乳纲

灵长目

猴科

猕猴属

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一、生物学特点

（一）一般特性

1、热带和亚热带动物，群居，有社会性，等级制度严格

2．杂食性动物，以素食为主。3、大脑发达，动作敏捷，好奇心和模仿力强，行为复杂，可以把握工具。

4、难以驯养5、寿命20~30年

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（二）解剖生理学特点

1、骨骼：猕猴与人有很多相似的特点,但也存在差异猕猴的桡骨与尺骨不能愈合活动性很大。桡骨在围绕尺骨旋转的同时,手也能旋转。猕猴有5指,可以与其余四指对握,但抓握能力远不如人。四肢有较大的活动性。

2018-3-27

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2、大脑发达，有大量脑沟脑回 3、视力敏锐。视网膜有一黄斑，视网膜黄斑除有和人类相似的锥体细胞外，还有杆状细胞。有立体视觉，有色觉。

嗅脑不很发达，嗅觉不很灵敏， 有发达的触觉、味觉、听觉。 4、四肢没有人发达，拇指与其他四指相对，可以把握。

5、有颊囊，用来贮存食物。2018-3-27

6、体内不能合成维生素C（猴和豚鼠），维生素C必须来源于饲料中。缺乏维生素C会发生坏血症。

7、猕猴的牙齿在大体结构和显微解剖，在发育的次序和数目方面和人类相似。猕猴

属的乳齿齿式2（ ）=20，固定齿式2（ ）=32 。 8、猕猴有汗腺。

22pm

11C

22I

33M

22pm

11C

22I

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三、常见种类

猕猴属有12个种，46个亚种。我国有5个种恒河猴 短尾猴（红面猴）

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英文名Rhesus monkey，属哺乳纲，灵长目，狭鼻亚目，猕猴科（Cercopithecidae）。最初发现于孟加拉的恒河河畔，所以称恒河猴或孟加拉猴。我国广西的这种猴很多，所以俗称“广西猴”。过去一般都称猕猴，但猕猴是属名，此种称法不妥，容易混淆，以称恒河猴为宜。恒河猴的分布由印度的北部往东，通过尼伯尔、阿萨密、缅甸、泰国、老挝、越南以及我国西南、华南各省、福建、江西、浙江一带。安徽黄山的猴子也是恒河猴，河北的东陵也曾发现过恒河猴。

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食蟹猴又称爪哇猴。被毛淡黄褐至深褐色，腹面的毛颜色较淡。冠毛从额部直接向后，有时在中线形成一条短嵴。颊毛在脸周围形成须，眼睑周围形成苍白的三角区。尾长等于或大于体长。雄性食蟹猴猴体重约8.0kg，雌性食蟹猴猴约5.0kg。

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熊猴 台 湾 猴

平顶猴

（豚尾猴）

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第六节 小型猪

小型猪 Miniature pig；Sus scorfa domestica哺乳纲

偶蹄目

野猪科

猪属

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一、生物学特性（一）一般特性

1、体型矮小，成年猪一般在80公斤以下，无毛或毛稀少。

2、性情温顺，易于驯服，便于进行反复采样和外科手术。

3、杂食动物，食性广、食量大、消化快，喜爱甜味。

４、寿命平均16年，最长达27年。2018-3-27

（二）解剖生理特点：

1、齿式2（ ）=44，有发达的门齿和犬齿，齿冠尖锐突出 ,臼齿也很发达,既便于食肉,又便于食草。

33M

44P

11C

33I

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2.皮肤结构与人相似，包括毛发的疏密,皮肤各层厚度、具有皮下脂肪层、表皮形态、表皮增生动力学等。

皮肤结构 人类 小型猪

皮肤mm 0.5-3.0 1.3-1.5表皮mm 0.07-0.17 0.06-0.07真皮mm 1.7-2.0 0.93-1.7基底层细胞所处深度mm 0.07 0.03-0.07表皮与真皮厚度的比例 1：24 1：24

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3、猪的心血管系统、消化系统、皮肤、营养需要、骨骼发育以及矿物质代谢等都与人的情况极其相似。

　如：胃的腺体分布在整个胃壁。

　　　冠状动脉结构和人相似．

　　　血液生化指标和血液动力学和人相似．

4、免疫系统和人相似，猪体和人体免疫排斥反应很弱。

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5、猪的 母源抗体不能通过胎盘屏障。初生猪体内没有母源抗体，只能从初乳中获得．灵长目动物的IgG易通过胎盘屏障，IgM、IgA和IgE则不能。家兔IgG和IgM容易通过胎盘。猪初乳中含多的IgG和IgA、IgM，常乳中含有多量的IgA。

6、繁殖周期短，生产力高。雌猪4-8月龄、雄猪6-10月龄性成熟，全年多发情动物。妊娠期114（109-120）天，每胎产仔2-10头。

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三、常见品种

版纳小耳猪近交系 Minnesota-Hormel strain贵州小香猪 Pitman-Moore strain广西巴马小型猪 Hanford Strain五指山小型猪 Gottingen strain

戈延根(Gottingen)小型猪 德国格延根大学1860年开始培育而成的小型猪。

　　

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巴马小型猪 滇南小耳猪

西藏小型猪

陆川猪

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Tree shrew ； Tupaia belangeris 原属食虫目，1945年划入灵长目，现另立攀鼩目。

1、形似松鼠，栖息于树林中，吃昆虫和果实，急速弹跳式运动。

体 型：体重130克左右，体长140-195毫米。2. 一般树鼩单独活动。

第七节 树鼩（qú）

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3. 杂食性，食物以虫类为主。 4、妊娠期约45天左右，每胎2～4仔，繁殖力强，但存活率低。终年繁殖，孕期约50天，每胎产1～4仔。

5、寿命8-10年。

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树鼩与灵长类的亲缘关系

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多基因联合构建系统发育树

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树鼩在生物医学研究中的应用

1、可用于甲肝、乙肝、疱疹病毒、轮状病毒的研究。

2、神经系统疾病研究。3、肿瘤模型研究。

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谢谢大家！

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