关于小鼠的实验性研究论文

从20世纪70年代中期开始，就有人尝试用各种办法向动物体内转移外源基因。如将牛奶成分中特有的基因转移到白鼠体内，这些外来基因在白鼠体内重组后，白鼠分泌的乳汁便含有牛奶成分。这种通过人工方法获得外来基因的白鼠，称为转基因鼠。 转基因动物技术的核心，是把遗传的功能单位——基因转移到动物体内，使它成为动物体内的一部分。被转移的基因可以来自同种或异种动物，也可以来自植物或微生物。这样一来，就打破了物种之间的界线，也可以说动物能与植物、微生物杂交了。不过目前的杂交是低水平的，只限于主管一两个性状的一两个基因。随着科学技术的发展，一次可以转移的遗传信息将越来越多，那时就可以实现真正意义上的动植物之间的杂交。从科学上讲，这将是一个大突破。 目前，世界上已报道了多种生产转基因动物的方法，但真正成熟并可以稳定生产转基因动物的方法只有两种，即显微注射DNA的方法和精子介导的基因转移法。 显微注射DNA的方法是对单细胞的胚胎进行基因操作，涉及复杂的操作步骤。首先是要准确掌握母畜的性周期，在此基础上加以人工调节，使母畜在预先确定的时间排卵，保证获得大量的刚刚受精的单细胞胚胎。第二步是用手术或非手术的方法收集单细胞胚胎，经短暂的离心处理后，放在显微镜下用口径1 μm玻璃微管向细胞核注射500～600拷贝基因。然后把经过DNA注射的胚胎移植到另外一头处于相同性周期的母畜的体内。经过这样处理后，在后代中就会出现1%～3%的转基因动物。效率虽然不高，但结果相当稳定。全世界已在各种动物身上进行了上万次的试验，都能生产出转基因动物。 精子介导的基因转移是把精子作适当处理后，使其具有携带外源基因的能力。然后，用携带有外源基因的精子给发情母畜授精。在母畜所生的后代中，就有一定比例的动物是整合了外源基因的转基因动物。同显微注射方法相比，精子介导的基因转移有两个优点：首先是它的成本很低，只有显微注射法成本的1／10。其次，由于它不涉及对动物进行手术处理，因此，可以用生产牛群或羊群进行试验，以保证每次试验都能够获得成功。 生产转基因动物的研究自20世纪90年代以来日趋活跃，转基因动物技术的实用意义是：①生产出性状优良的家畜家禽，如长得快的，繁殖力高的，能抗病的等；②利用动物体作为反应器，生产珍贵的蛋白质，如一些只能从人体内提取的蛋白质；③利用动物作研究模型，比如，知道高血压症是由某种原因造成，可以生产一些高血压小鼠，让医生在小鼠身上试用各种疗法；④生产玩赏动物，如同猫一样大的小马，如同鼠一样大的兔子，以及各种不同毛色和花纹的观赏动物。 在转基因动物方面，我国也取得了许多可喜的成果，目前已获得了转基因鱼、兔、鸡等多种转基因动物。1998年2月中国科学家又获得了在所分泌的乳汁中含有蛋白凝血因子X的转基因山羊。把两只老鼠放在一个仿真环境中，并将其中一只小白鼠的压力基因全部抽取出来，结果那只未被抽取压力基因的灰颜色的老鼠走路或者觅食物总是小心翼翼的。 在那个面积约500平方米的仿真自然环境里面，灰老鼠一连生活了十几天，没有出现任何意外。它甚至开始为自己积蓄过冬的食物，也开始习惯这一种没有人类恐吓的空间。而另一只被抽取了压力基因的小白鼠则从一开始就生活在兴奋之中。小白鼠只用一天时间把500平方米的全部空间都大摇大摆地观察了一遍，灰老鼠用了近四天的时间才把整个仿真空间全部熟悉。小白鼠爬上了仿真空间高达13米的假山，而灰老鼠最高只爬上了盛有食物的那个仅高2米的吊篮。 结果是小白鼠在仿真空间的第三天，因为没有任何压力而爬上了那个高达13米的假山，在试验能不能通过一个小石块时一下子摔了下来，死了。而灰老鼠因为有一定的压力，它鲜活地出来了。

我们如何才能在年老体迈时保持 健康 和尽可能延长寿命？现在，研究衰老的科学家们已经给出了简单的答案：少吃点儿！

常言道， 千金难买老来瘦 。

的确，经验与科学实验都告诉我们，成年期的饮食限制可以大大延长寿命，改善不同物种的代谢 健康 。但什么时候开始改变饮食才能收获这种终生的益处呢？

近日，Nature 子刊 Nature Metabolism 杂志发表了一项来自德国马克斯·普朗克衰老生物学研究所、德国科隆大学、英国Babraham研究所和伦敦大学学院等单位合作的研究。

该研究表明，如果小鼠在进入老年期之前就开始减少食物摄入，并且维持少吃点儿，它们就会变得更 健康 。

科学家们得出结论： 健康 的行为必须在生命的早期建立起来，以便在老年时改善 健康 并延长寿命。

为了深入这个问题，马克斯·普朗克衰老生物学研究所所长Linda Partridge教授领导的研究团队进行了一项动物研究，他们让年轻和年老的小鼠节食，并取得了不同程度的成功。

在该研究中，研究人员使用了800只小鼠进行了晚期饮食限制转换的实验。24个月大的高龄雌鼠从随意进食改为进食限制，反之亦然。

如果小鼠在成年后的进食量比随意进食组减少40%，那么它们在老年时活得更长，也更 健康 。进食限制组小鼠被喂以富含维生素和矿物质的食物，以防止营养不良；令人惊讶的是，从进食限制组改为随意进食会极大地增加死亡率；另一方面，在减少食物摄入一段时间后，如果允许小鼠改为随意进食，则对它们没有长期的保护作用，所以必须持续减少食物摄入才能使小鼠获得长期益处。

因此，减少食物摄入量必须尽早实施，并持续到他们的生命终结，才能对老年 健康 产生终极的有益影响。

Partridge教授道：“我们应该在生命的早期建立 健康 的行为。晚年才开始改变饮食对 健康 可能没有那么好。老年的 健康 是一件终生的事情。”

该研究的第一作者、Partridge的博士生Oliver Hahn研究了不同器官中的基因活性。当小鼠被转到限制饮食组中时，肝脏中的基因活性迅速适应。他观察到老年动物脂肪组织中的“记忆效应”。虽然小鼠减轻了体重，但脂肪组织中基因的活性与随意进食组小鼠相似。此外，老年小鼠的脂肪组成变化不像年轻小鼠那样大。在对肝脏、棕色和白色脂肪组织中（WAT）的RNA测序表明，在随意进食后，脂肪组织中对进食限制的转录和代谢反应很大程度上是难以抑制的，特别是在WAT中。

这种记忆效应主要影响线粒体，即细胞的能量工厂，它在衰老过程中起着重要的作用。通常，食物摄入减少导致脂肪组织中线粒体的形成增加。但这项研究表明，当年龄较大的小鼠改为低热量饮食时，情况已不再如此。这种在遗传和代谢水平上无法改变的能力可能会导致动物的寿命缩短。长期的饮食限制可以预防老年前脂肪细胞中的促炎信号。

该研究联合通讯作者、Bearham研究所所长Michael Wakelam评论道：“将关于脂质代谢和代谢途径的数据与不同年龄和饮食小鼠中基因表达的组织特异性理解相结合的实验，使我们能够清楚地证明营养记忆在促进 健康 老龄化方面的重要性。”

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乏氧性缺氧 又称低张性缺氧，是指以动脉血氧分压降低为基本特征的缺氧。低张性缺氧时，动脉血和静脉血中氧合血红蛋白含量降低，而脱氧血红蛋白增多，而当毛细血管血液中脱氧血红蛋白的平均浓度超过5g/dl时，皮肤和黏膜呈青紫色，即发绀。本组小鼠存活时间为90min，而各组记录数据均有差别，与小鼠个体差异、缺氧瓶的密闭性、钠石灰等有关。较小的小白鼠因个体发育不完全而大脑对呼吸中枢更不敏感，故其缺氧能力常大于较大的小白鼠，即存活时间更长;缺氧瓶的密闭性越好，进入其中的氧就越少，小白鼠存活时间就越短，反之亦然。钠石灰用于吸于甁中CO2以排除CO2的干扰，影响呼吸作用的因素有CO2浓度、H+、低氧，高浓度CO2（PCO2>80mmHg）可抑制呼吸,而低浓度CO2（PCO2<80mmHg）可促进呼吸。由于钠石灰不能有效地吸收CO2而使甁中存有低浓度CO2，即可促进呼吸，故本班各组乏氧性缺氧的小白鼠的存活时间均比前几个班各组的更长。低张性缺氧时小白鼠先发生代偿性反应，PaO2于60—100mmHg时，肺通气量无变化。PaO2低于60mmHg可刺激劲动脉体和主动脉体的外周化学感受器，冲动经窦神经和迷走神经传入延髓，反射性地引起呼吸加深加快。肺通气量增加是急性低张性缺氧的最重要代偿反应。随着缺氧的时间增加，小白鼠即出现呼吸逐渐减弱直至停止死亡。 CO中毒性缺氧 属血液性缺氧（等张性缺氧），即由于血红蛋白数量减少或性质改变，以致血液携带氧的能力降低或血红蛋白结合的氧不易释出所引起的缺氧。CO是含碳物质未完全燃烧而产生的一种窒息性气体，可与血红蛋白结合成为碳氧血红蛋白而使血红蛋白失去携带氧的能力，抑制红细胞的糖酵解，增加与氧的亲和力，致使小白鼠皮肤黏膜呈现樱桃红色。CO中毒性缺氧属等张性缺氧，呼吸系统的代偿不明显，故观察到小白鼠的呼吸逐渐减弱直至停止死亡。CO为有毒性气体，在实验过程中注意通风，须注意浓硫酸与HCOOH小心吸取以防伤及自己及其它物品，加热时不能过猛，以免CO产生过多、过快，使小白鼠迅速死亡，来不及观察。本组小白鼠没有抢救及时以致小白鼠最后死亡。 亚硝酸钠中毒性缺氧 也属血液性缺氧（等张性缺氧）。亚硝酸盐可使大量血红蛋白氧化成高铁血红蛋白，而高铁血红蛋白呈棕褐色，故甲鼠的皮肤黏膜呈咖啡色;乙鼠注入美兰，美兰是一种还原剂，可将Fe3+还原为Fe2+，具有解毒作用，可使亚硝酸钠中毒的小白鼠解救且皮肤黏膜颜色逐渐接近正常，而本组乙鼠30min后死亡，可能因为给药不及时抢救速度过慢，且注入的美兰流出小鼠体外而不能起到解毒作用导致小鼠死亡。亚硝酸钠中毒性缺氧属等张性缺氧，但本组可能合并了PaO2降低而观察到小白鼠呼吸系统的代偿性反应，即先出现呼吸加深加快。本实验过程中腹腔内注射应稍靠左下腹，勿伤及肝脏，也应避免将药液注入肠腔或膀胱。一氧化碳、亚硝酸钠中毒事故每年都有发生，夺去了多少人的生命。加强预防和改进临床治疗办法是造福于社会的大事，应当高度重视。通过本次实验我们了解了上述几种常见缺氧疾病的基本致病机理和应对办法，这对于我们今后从事这方面疾病的研究和治疗有着重要的意义。

谈生物教学的课题引入艺术不少人认为生物学并不好教，难以将学生带入门。俗话说：万事开头难，好的开始是成功的一半，生物学教学的课堂引入也是如此。好的开始，可以在大脑皮层中建立一个占优势的兴奋中心，在学习的开始，神经往往处于“惰性”状态，要想进行高效率的教学，首先应做好开始的调节，教学过程的第一步是激发学生的学习兴趣，如何将学生引入一个较高的兴奋点呢？我认为可以采用以下的方法，将学生带入多彩多姿的生物界。1.让最好的老师牵引学生走进生物世界―― 兴趣说到科学，给人的感觉便是高深难懂，是一些抽象的知识，其实学生此时进行的学习活动就是对基础科学知识的认知、掌握和运用，而兴趣，是学生学习的良师，是人们力求认识某种事物或爱好某种活动的心理倾向，是学习的强大内驱力。激发学生的学习兴趣途径有许多，就我来看，可采用以下方法： 以热门的生物科学事例开头基因工程是现在非常热门的话题，而且已经出来的成果也不少，如果在课堂中引入现在已经取得的科学成果，将会在课堂教学中取得较好的效果。如在讲述人教出版社高三选修本的这一个内容时，可引入通过基因工程获得荧光鼠的事例。具体内容是：1998年，加拿大的一个研究小组展示了一只能在荧光下变绿的小鼠。这种小鼠被做了遗传改造，携带了一个水母绿色荧光蛋白基因。荧光鼠已被用来研究胚的生长和细胞内蛋白的运动。再比如在讲述动物组织培养时，用长人耳朵的小白鼠的实验来引入课题。具体内容是：1995年，Massachusetts 的研究者们让一只老鼠长上了人的耳朵。他们在一个可生物降解的人耳形状的模子表面接种上人软骨组织细胞，然后将模子移植到裸鼠（身体上没有毛）身上（裸鼠因为存在天然的免疫系统缺陷，而不会对模子产生免疫排斥反应）。人软骨组织细胞从小鼠的血液中得到营养，不断生长并填满模子，最终造出了一个“耳朵”。 用大众关注的大众健康、医学美容知识现象开头爱美之心人皆有之，一说到减肥、美容之类的话题，学生会产生极大的兴趣，这样便可在学生强烈的求知、求证愿望下把学生引入一个学习生物学的情景中去。如在讲述三大营养物质的代谢时，可以引入：为什么有些肥胖的人去看医生，医生会建议他少吃糖，今天我们就来看看和减肥有关的话题……还有基因减肥等等。2、让学生心生疑虑―― 提问好奇、渴求知识是每一个学生的天性，如何将学生渴求知识的愿望落实到实际的行动之中，而问题则是学生学习新知识的生物学过程中不可缺少的一种教学方式。教学过程中让学生先对知识产生疑问，从而产生强烈的求知欲。利用问题引入课题，可从以下方面入手。 复习提问引入新课内容学习要注意前后知识的联系，复习提问不仅可以使知识巩固，也可使学生对新知识的理解掌握有较大的帮助。如讲述呼吸作用时，可以提问：回忆一下光合作用的实质是什么？呼吸作用是否与之相反，有什么联系？ 利用身边的生物学知识提问生物学是同生活联系非常紧密的学科，身边的生物学资料和知识非常丰富，让学生将生物学知识和生活实际联系起来学就不会枯燥，提问时利用身边的各种生物学现象，如呼吸作用一节内容的教学，可利用家庭酿酒的制作过程中为什么要使米饭温度在某一个范围内，米饭中间为什么要挖一个洞？为什么要密封？为什么要保温？一系列的问题都是他们身边的，可以让他们更有感性认识，产生浓厚的学习兴趣。再比如遗传达与变异一节内容的引入：孩子和父母相似，但仔细看又并不完全相同， 这是为什么呢？这便是今天我们要学习的遗传和变异。3、用生动形象的直观物体和手段引入课堂教学直观的教学手段能使学生注意力在很短时间内集中，可让学生轻松进入角色，所以据教学内容选择适合的标本、实验、模型、挂图、影片等，可使学生产生极大的兴趣，不过这种方法要注意引导学生正确的观察、操作。如讲解种子的结构时，将浸泡过的玉米和菜豆种子分发给每个学生，让学生自己动手解剖观察，让学生自己通过比较两种不同种子的相同点和不同点。讲述生态系统时，可将生态系统的电影片段播放给学生看，使学生对生态系统有一个整体的印象，然后再来看生物系统的结构成分等等。4、用与生物学有关的文学语言开头科学和艺术是人类思想史上的孪生姐妹，许多艺术语言本身就是科学的预测和经验的总结。在生物这人学科中，许多成语、俗语、谚语、名人名言本身就渗透着生物学知识。利用这些好言妙语将学生引入课题的教学，可以取得较好的效果。如“大鱼吃小鱼，小鱼吃虾米，虾米吃淤泥――食物链知识”、“龙生龙，凤生凤，老鼠生子会打洞――遗传”、“满园春色关不住，一枝红杏出墙来――向性运动”、“东施效颦――拟态”、“他山之石，可以攻玉――转基因技术”……等等。5、可利用某些广告词、歌谣引入课题时下，许多与生物学知识相关的广告词不少人都能耳熟能详，还有些歌谣也同生物知识有关，在课堂中适当引入可使学生对新课内容产生学习兴趣。如讲述植物对水分的吸收、运输和利用时，可引用一句广告词：“锁住他的心，先要锁住水分”转移话题，人需要多喝水、要将水分锁住从而使自己看起来更水嫩，那植物怎么样获得水分？植物是不是也要为了美丽而把水分牢牢锁住呢？从而将课题导入。6、开门见山，直截了当的引入课题一进入课堂就告诉学生要学习的内容是什么，这种方法可使学生首先明确学习内容的范围、重点和难点，而这种方法一般用于新课内容较多、较复杂、前后知识联系较少的内容的教学。一堂新课的引入是教学的首要环节，引入课题的方法和艺术又有着其内在的规律，没有规矩就不成方圆。在引课时，应考虑采用的方法与教学内容是否相匹配，教师需要在日常的教学工作中不断收集、积累好的素材用以改善课题引入的方法，当学生对要学习的内容产生了想学习的愿望的话，意味着最难的门槛跨过去了。教学的首要环节固然重要，但一节好的课不能只有一个好的开始，还需要在整个教学过程中仔细构思、认真对待，这样才能将生物课上好。