烟雾对小白鼠的影响

烟雾对小白鼠呼吸器官
及生理活动影响的研究
谢毅
（湖南省耒阳市第一中学高三·230班学生421800）
指导老师：徐向龙（耒阳第一中学高级生物教师湖南耒阳421800）伍恢坚（耒阳第三中学一级化学教师湖南耒阳421800）
摘要：本实验利用烟草烟雾弥漫在小白鼠的生活空间——鼠盒，造成小白鼠在呼吸时被动吸入烟草烟雾。

观察和研究在不同烟草烟雾浓度下被动吸烟对小白鼠行为的影响以及呼吸器官的生理影响。

实验结果表明：小白鼠对烟雾刺激很敏感，烟雾浓度越大，反应越剧烈，在5个星期后，小白鼠对烟雾刺激的直接反应逐渐减弱，但却产生对烟雾刺激的依赖性，同时，被动吸烟对小白鼠的肺影响很大。

关键词：被动吸烟小白鼠活动行为刺激反应呼吸器官
1、研究目的、原理、材料与方法
1.1目的：探究被动吸烟对小白鼠活动行为及呼吸器官的生理影响。

1.2原理：烟尘是固体微粒，在空气中飘浮，造成动物在呼吸时被动吸入，刺激眼、耳、口、鼻等器官，影响其活动及生理。

1.3材料：
1.3.1实验室设施：养鼠箱、
钦水器、鼠架、饲料、垫料、
空调、温度计、湿度计、换气
扇。

辅助设施：清洁消毒室、饲料
贮藏室、垫料贮藏室及研究人
员更衣室。

图1：2004.9.20摄于耒阳一中小白鼠实验室1.3.2研究对象和配套材料：小白鼠（从南岳制药厂动物实验室购买。

如图1）、香烟、放大镜、解剖器具、乙醚、工作服、工作手套。

1.4方法：
1.4.1 将54只小白鼠分装9个养鼠箱中饲养，分别标号1—9号，每箱6只，每三箱为一小组，分成三个小组并编号：1、2、3箱为第一组，4、5、
6箱为第二组（如图2）， 7、8、9盒
为对照组。

1.4.2 第一组，每1鼠箱中每次点
燃2支香烟，每隔一小时点燃一次，
每天点10次。

每点燃一次烟，对小白
鼠的活动行为直接观察5—10分钟，
并记录。

图2：2004.9.20摄于耒阳一中小白鼠实验室1.4.3 第二组，每次每鼠箱中点燃4支香烟，每隔一小时点燃一次，每天点10次。

每点燃一次烟，对小白鼠的活动行为直接观察5—10分钟，并记录。

1.4.4 对照组，饲养条件与实验第一组、第二组完全相同，但不让其被动吸烟。

整个实验过程从2004年9月持续到2005年1月，饲养小白鼠的房舍保持温度、湿度相对稳定，温度控制在18℃—25℃，相对湿度控制在50—60%。

1.4.5 解剖观察：主要解剖观察小白鼠的肺，从色泽、形态上进行对比。

2、结果与分析
2.1 小白鼠的生物学特性
小白鼠是野生鼷鼠的变种，属于哺乳纲，啮齿目，鼠科。

面部尖突，嘴脸前部有长长的触毛。

耳耸立呈半圆形，尾巴长，嘴尖（故有尖嘴鼠之称）毛白色。

小白鼠喜阴暗，安静，白天常群集而卧。

下午4—5点钟以后活动加强。

取食以夜间为主。

白天也取食。

具多餐习性。

小白鼠对环境温度、湿度比较敏感。

最适温度在18℃—20℃；最适湿度为50—60%；并有在干燥角落营巢的习性。

2.2作为实验用小白鼠的特点
本实验所用小白鼠是从南岳制药厂实验动物室购买的，属纯品系小白鼠(图3)，经过实验动物室工作人员长期定向培育与纯化之后，已具有与
野生鼠不同的独有的特性：即时实
验的敏感性、实验结果的一致性和
个体遗传的均一性。

由于通过定向
培育→不断纯化→无菌繁殖的过
程，无菌小鼠对环境的条件的变化
便非常敏感，（其体质较弱程度也越
来越明显）只要环境条件骤变，就图3：2004.9.20摄于耒阳一中小白鼠实验室很容易出现不良反应，应用于本实验研究中所出现的实验结果是敏感性高，一致性强，实验曲线容易重复。

2.3 被动吸烟对小白鼠活动影响的观察
观察：
给第一组（1—3鼠箱）分别点燃
2支香烟后，一只小白鼠开始好奇，
跑过来用触毛触动，当触到火星时，
被吓得到处乱跑，然后躲在角落不动，
其它小鼠也静静地看着。

随着烟雾的
弥散，扩展到整个鼠箱，小白鼠出现
燥动不安的状态（如图4）。

图4：2004.9.28摄于耒阳一中小白鼠实验室给第二组（4—6鼠盒）分别点燃4支香烟后，烟雾迅速弥漫鼠箱，小白鼠的眼耳口鼻都受到烟雾的刺激，很快便燥动不安起来，并发展到四处乱窜，不时发出吱吱叫声。

一段时间后，可见小白鼠眼角的泪痕。

根据前5个星期观察，统计实验结果见表（1）：
表（1）开始实验时不同烟雾浓度对小白鼠活动行为的影响
（2004/9/21——2004/10/29 耒阳市一中小白鼠实验室温度18℃—
25℃相对湿度48%—68%）
通过实验得知：小白鼠对空气中的烟雾很敏感。

空气中的烟雾能直接刺激小白鼠的外部感官，并影响小白鼠的行为活动。

烟雾浓度越大，小白鼠的反应就越强烈。

根据这一现象，再用备用鼠另外设置一组，进行添加实验：在鼠箱中点燃8支香烟，烟雾浓度比第二组增大了一倍。

可能是鼠箱内氧气缺少的缘故，几分钟后，鼠箱中6只小白鼠全部死亡。

重复三次，结果都相同，
五个星期以后实验观察发现，小白鼠对烟雾刺激的反应逐渐减弱（如用触毛触动火星、四处乱窜、发出尖叫的小白鼠数量减少，但眼角仍见泪痕），但却出现了新的状况。

实验观察统计数据见表（2）
表（2）实验一段时间后不同烟雾浓度对小白鼠活动行为的影响
（2004/11/2——2005/1 耒阳一中小白鼠实验室温度18℃—25℃相对湿度50%—60%）
从上表可以看出，被动吸烟的小白鼠对烟雾刺激产生了依赖性，没有烟
雾时出现了嗜睡现象（如图5），而
长期被动吸烟的亲鼠产仔后还出
现了极端行为——咬死吃食幼鼠。

另外，在烟雾浓度过大的环境当
中，被动吸烟的小白鼠（第二组）
出现不明原因死亡现象。

图5：2004.11.19摄于耒阳一中小白鼠实验室2．4 被动吸烟对小白鼠呼吸系统的影响
被动吸烟时，烟雾直接刺激小白鼠的鼻、咽、喉、气管、支气管和肺。

肺是小白鼠与外界进行气体交换的场所。

呼吸时的第一阶段要进行肺的换气。

由于气压差与胸腔负压的缘故，肺的每一次换气，肺内总有一部分气体排不出去，也不能完全换进清新的空气。

当烟雾混在空气中进入肺部，就会有部分烟雾在肺内长时间停留，烟尘会慢慢沉积在肺泡壁上，沉积的烟尘越多，肺泡进行气体交换的功能就越弱，从而影响其呼吸。

在对三个组的小白鼠进行解剖观察时得知：小白鼠的肺分为左肺和右肺。

右肺有四叶（上、中、下和心后叶）；左肺有一条不太深的沟将左肺分成两段，可认为是不完全的整叶，对三组小白鼠的肺脏解剖观察比较情况见下图
图6：2005.2.29摄于耒阳一中小白鼠实验室
对照组小白鼠的肺放大图
图7：2005.2.29摄于耒阳一中小白鼠实验室
三组小白鼠的肺脏解剖观察图
图8：2005.2.29摄于耒阳一中小白鼠实验室表（3）不同烟雾浓度对肺部的影响
通过解剖观察的知：被动吸烟的小白鼠肺叶上有黑点，肺的色泽灰暗；被动吸入烟雾量越多的小白鼠肺叶上的黑点越多，肺部的色泽越暗（如图6）。

3 小结与讨论
近年来，人们以非常重视吸烟对青少年健康危害，把吸烟喻为青少年头号健康杀手，并采取种种措施让青少年远离烟草，如公布因吸烟引发的疾病及数目，西方某些国家还在烟盒上加印因吸烟引起的患病器官的照片等。

但对吸烟者给周围人群（被动吸烟者）带来的危害，谈得甚少，宣传力度不够，人们对被动吸烟有多大危害缺乏较完整的认识。

小白鼠是野生鼷鼠的变种，属于哺乳纲，经过家养驯化、定向培养而成的实验动物。

由于实验动物患有同人类许多极为相似的各种自发性疾病，如糖尿病、肌肉萎缩等。

因此，可以用来研究与人类相似的各种病理。

本人通过近半年的实验和研究，详细观察了小白鼠的形态和生活习性，而且观察和研究了在不同烟草烟雾浓度下，被动吸烟对小白鼠活动行为以及呼吸系统的生理影响。

烟雾浓度越大，小白鼠反应越强烈。

当烟雾达到一定浓度时，鼠盒内因氧分压降低，小白鼠因呼吸困难，窒息死亡。

随着被动吸烟时间延长，小白鼠对烟雾浓度直接刺激的反应逐渐减弱，慢慢出现了对烟雾的依赖性，个别亲鼠还出现了咬食幼鼠的极端行为。

由于被动吸入的烟雾沉积在肺泡壁上，使小白鼠肺叶上出现黑点，肺的色泽发暗。

被动吸入的烟雾越多，肺叶上的黑点越多，颜色越暗。

本实验结果表明：小白鼠在烟草烟雾中被动吸烟对其活动行为有非常明显的影响，对小白鼠的呼吸器官特别是肺部有严重的影响。

图9：2004.12.19摄于耒阳一中小白鼠实验室
本研究对提高人们认识被动吸烟的危害有一定的指导意义，同时对提高全体民众（吸烟者和被动吸烟者）共同戒烟的意识也有一定的指导意义。

如果条件允许，还可研究被动吸烟对小白鼠神经系统的影响（如对极端行为的影响）和生殖系统的影响。

主要参考资料：
1、上海第一医学院人体解剖生理学
2、解放军军医学院实验动物学
鸣谢：在此次实验研究中，承蒙我的老师徐向龙精心指导，以及学校（耒阳一中）领导的大力支持。

深表感谢。