反刍动物营养学(上学期)—反刍动物的消化.pptx
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反刍动物营养学(上学期)—反刍动物的消化.pptx
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反刍动物营养学第二章反刍动物的消化系统第二章反刍动物的消化系统HenanAgriculturalUniversity反刍动物营养学第二章反刍动物的消化系统第一节反刍动物的消化系统解剖HenanAgriculturalUniversity反刍动物营养学第二章反刍动物的消化系统食管瘤胃瓣胃网胃皱胃胰腺肝脏胆囊盲肠小肠大肠直肠牛的消化系统HenanAgriculturalUniversity反刍动物营养学第二章反刍动物的消化系统一、口腔唇:
采食的主要器官舌:
大且能灵活转动齿:
上颌无切齿,先有乳齿后有永久齿唾液腺:
很发达,包括唇腺、颊腺、腭腺和腮腺、颌下腺和舌下腺HenanAgriculturalUniversity反刍动物营养学第二章反刍动物的消化系统HenanAgriculturalUniversity反刍动物营养学第二章反刍动物的消化系统乳齿永久齿上颚下颚牛的齿式为:
上颚下颚犬齿左臼齿右臼齿0033803300668066合计切齿2032HenanAgriculturalUniversity反刍动物营养学第二章反刍动物的消化系统鹿的牙齿马的牙齿HenanAgriculturalUniversity反刍动物营养学第二章反刍动物的消化系统上颌无门齿,采食时不经过仔细咀嚼即将饲料咽入瘤胃内。
HenanAgriculturalUniversity反刍动物营养学第二章反刍动物的消化系统牛年龄鉴定民间常用口语为:
两岁一对牙;三岁两对牙;四岁三对牙;五岁新齐口;六岁老齐口;七八岁看齿线;九岁一对星;十岁二对星;十一岁三对星;十二岁四对星。
HenanAgriculturalUniversity反刍动物营养学第二章反刍动物的消化系统HenanAgriculturalUniversity反刍动物营养学第二章反刍动物的消化系统牛的三对大唾液腺:
腮腺、颌下腺和舌下腺HenanAgriculturalUniversity反刍动物营养学第二章反刍动物的消化系统二.食管HenanAgriculturalUniversity反刍动物营养学第二章反刍动物的消化系统三、胃复胃,共有四个室:
瘤胃、网胃、瓣胃和皱胃HenanAgriculturalUniversity反刍动物营养学第二章反刍动物的消化系统直肠小肠HenanAgriculturalUniversity瘤胃网胃重瓣胃皱胃盲肠结肠反刍动物营养学第二章反刍动物的消化系统HenanAgriculturalUniversity反刍动物营养学第二章反刍动物的消化系统HenanAgriculturalUniversity反刍动物营养学第二章反刍动物的消化系统HenanAgriculturalUniversity反刍动物营养学第二章反刍动物的消化系统HenanAgriculturalUniversity反刍动物营养学第二章反刍动物的消化系统1.瘤胃HenanAgriculturalUniversity反刍动物营养学第二章反刍动物的消化系统y瘤胃的功能暂时贮存饲料牛采食时把大量饲料贮存在瘤胃内,休息时将大的饲料颗粒反刍入口腔内,慢慢嚼碎。
微生物发酵瘤胃微生物可以消化粗纤维,分解糖、淀粉和蛋白质;合成氨基酸和蛋白质,合成B族维生素和维生素K。
吸收营养物质瘤胃壁有很强的吸收功能,吸收瘤胃发酵产生的挥发性脂肪酸、氨态氮和部分氨基酸。
HenanAgriculturalUniversit反刍动物营养学第二章反刍动物的消化系统2.网胃HenanAgriculturalUniversity反刍动物营养学第二章反刍动物的消化系统网胃的功能促进反刍保护瘤胃随着饲料吃进去的重物,如钉子和铁丝,都存在其中。
微生物发酵HenanAgriculturalUniversity反刍动物营养学第二章反刍动物的消化系统HenanAgriculturalUniversity反刍动物营养学第二章反刍动物的消化系统3.瓣胃HenanAgriculturalUniversity反刍动物营养学第二章反刍动物的消化系统进一步挤压磨碎阻留食物中的粗糙部分继续加以磨细并输送较稀部分入皱胃。
吸收饲料内的水分饲料中60-70%的水分在瓣胃重吸收。
吸收饲料内的矿物质瓣胃的功能HenanAgriculturalUniversity反刍动物营养学第二章反刍动物的消化系统4.皱胃HenanAgriculturalUniversity反刍动物营养学第二章反刍动物的消化系统皱胃的功能分泌消化酶分泌盐酸分解蛋白质(包括微生物蛋白)HenanAgriculturalUniversity反刍动物营养学第二章反刍动物的消化系统HenanAgriculturalUniversity反刍动物营养学第二章反刍动物的消化系统Rumenfrom12weekoldcalffedmilkplushayHenanAgriculturalUniversityRumenfrom12weekoldcalffedmilk,hayandconcentrate反刍动物营养学第二章反刍动物的消化系统四.小肠十二指肠牛约1m,羊0.5m空肠23-33.5m回肠约0.5m,羊0.3mHenanAgriculturalUniversity反刍动物营养学第二章反刍动物的消化系统HenanAgriculturalUniversity反刍动物营养学第二章反刍动物的消化系统HenanAgriculturalUniversity反刍动物营养学第二章反刍动物的消化系统HenanAgriculturalUniversity反刍动物营养学第二章反刍动物的消化五.大肠盲肠牛约75cm,羊12cm结肠牛约6-9m,羊7.5-9m直肠HenanAgriculturalUniversity反刍动物营养学第二章反刍动物的消化结肠壁缺乏乳头状突起,可吸收水分和矿物质。
HenanAgriculturalUniversity反刍动物营养学第二章反刍动物的消化第二节反刍动物的消化生理机械消化:
采食、咀嚼、吞咽、反刍和胃肠运动微生物消化:
微生物及其酶化学消化:
消化腺所分泌的酶HenanAgriculturalUniversity反刍动物营养学第二章反刍动物的消化采食咀嚼反刍一、口腔消化进食时咀嚼的主要作用是:
HenanAgriculturalUniversity1将饲料与唾液相混合2将饲料颗粒碾碎3提高饲料内营养物质的可溶性,使瘤胃内的细菌能够即刻利用4将食物粘结成适当大小食团以便吞咽反刍动物营养学第二章反刍动物的消化反刍行为又称倒沫、倒嚼,指反刍动物将吞入瘤胃的饲料经浸泡软化和一定时间的发酵后,休息时返回到口腔仔细咀嚼的特殊消化活动。
犊牛出生后第3周开始反刍。
成年牛采食后0.5-1.0小时开始反刍,每次40-50分钟,一天进行6-8次。
HenanAgriculturalUniversity反刍动物营养学第二章反刍动物的消化HenanAgriculturalUniversity反刍动物营养学第二章反刍动物的消化HenanAgriculturalUniversity反刍动物营养学第二章反刍动物的消化雄狮和幼崽在啃食非洲水牛HenanAgriculturalUniversity反刍动物营养学第二章反刍动物的消化反刍的作用1增加唾液的产生;2降低饲料体积,并增加饲料颗粒的密度;这是决定饲料颗粒在瘤胃内停留时间长短的两个重要因素3有助于将饲料颗粒按大小分开,使较大的颗粒饲料可在瘤胃中停留足够的时间得以完全消化,而小颗粒物质即刻被排入网胃4增加饲料颗粒与微生物的接触面积,以提高纤维饲料的消化率HenanAgriculturalUniversity反刍动物营养学第二章反刍动物的消化牛有多个唾液腺。
进食时,每分钟可产120毫升唾液,反刍时每分钟能产150毫升唾液。
即使是停止咀嚼时仍继续产生唾液,大约每分钟60毫升。
一昼夜约分泌唾液50-60升。
饲喂含高纤维的饲料,一头牛每天咀嚼时间可达10小时以上,每天唾液产生量可高达180升。
唾液的PH值为8.1。
HenanAgriculturalUniversity牛唾液的分泌反刍动物营养学第二章反刍动物的消化牛唾液的作用1增加瘤胃内含物的水分以稀释瘤胃内的酸性并协助饲料颗粒进出网瘤胃;2增加瘤胃缓冲液以维持瘤胃内的健康环境;3润滑饲料以便形成食团;4为瘤胃微生物提供一些养料例如尿素中的氮,矿物质如钠、氯、磷和镁;5抑制臌气,唾液含有黏液素可抑制泡沫形成。
HenanAgriculturalUniversity反刍动物营养学第二章反刍动物的消化二.胃的消化瘤胃反刍,微生物的发酵,70-80%的营养成分消化,挥发性脂肪酸被吸收网胃网住异物,反刍作用,阻碍未被消化的物质通过瓣胃进一步磨碎饲料,吸收60-70%的水分及一部分矿物质真胃分泌消化酶,与单胃动物的胃具有相功能,分泌盐酸,分解微生物蛋白质HenanAgriculturalUniversity反刍动物营养学第二章反刍动物的消化瘤胃发酵的主要功能1从纤维素和半纤维素中吸取能量;2将低质量的蛋白质和非蛋白氮转变成细菌蛋白,后者可被牛利用合成体蛋白或奶蛋白;3反刍动物可利用瘤胃细菌合成的B族维生素复合物和维生素K;4瘤胃发酵还可中和饲料中的一些有毒成分。
HenanAgriculturalUniversity反刍动物营养学第二章反刍动物的消化瘤胃发酵的副作用1瘤胃内碳水化合物的发酵与部分能量损失有关(甲烷和二氧化碳的生成);2如果细菌没有足够的能量将氨转化成细菌蛋白,就会部分地降解饲料中高营养价值的蛋白质从而使其以氨的形式丢失;3反刍动物釆食大量的低能量植物纤维,这些物质需在瘤胃内停留较长时间以便逐渐发酵。
但日粮植物纤维比例过高时,即使摄人大量这类饲料仍会发生能量不足。
HenanAgriculturalUniversity反刍动物营养学第二章反刍动物的消化食管沟反射食管沟是牛网胃壁上自贲门向下延伸至网-瓣胃孔的肌肉皱褶。
在犊牛期,当牛受到与吃奶有关的刺激时,食管沟闭合,将奶绕过瘤胃和网胃,直接进入皱胃进行消化,此过程称为食管沟反射。
食管沟反射避免了奶进入瘤胃和在瘤胃中发酵产生消化障碍。
HenanAgriculturalUniversity反刍动物营养学第二章反刍动物的消化HenanAgriculturalUniversity反刍动物营养学第二章反刍动物的消化食管沟两侧隆起粘膜褶称为食管沟唇,沟呈螺旋扭转,未断奶的犊牛的功能完善,成年牛的食管沟闭合不全。
HenanAgriculturalUniversity反刍动物营养学第二章反刍动物的消化ulturalUniversity喷门食管沟网-瓣胃孔瘤胃网胃HenanAgric反刍动物营养学第二章反刍动物的消化三、肠的消化小肠的消化小肠的蠕动,胰液、胆汁和小肠液(酶)大肠的消化微生物消化肠道消化物的吸收主要在小肠的第二段进行。
蛋白质消化后产生的氨基酸和小分子多肽,碳水化合物消化后产生的单糖均可穿过小肠壁内膜进入毛细血管。
长链脂肪酸的吸收比较复杂并要有胆盐的帮助才能被吸收。
大肠不分泌消化酶,消化物中的水分主要在大肠中被吸收。
HenanAgriculturalUniversity反刍动物营养学第二章反刍动物的消化通过直肠并从肛门排出的粪便主要组成如下:
1未消化的残留食物;2消化酶;3消化道脱落下的细胞;4未消化的残留微生物(细菌)。
反刍动物每天粪便量的多少取决于进食量和饲料组成成分。
饲喂高比例粗饲料比饲喂高比例精饲料排便量大。
排泄物干物质中含85的有机物和15的无机质。
无机质包括氮、磷、钾、镁、钙、钠、硫、铁、锌、锰和铜。
排泄物中50的氮和60的钾是来自尿,但90的磷来自粪便。
HenanAgriculturalUniversity反刍动物营养学第二章反刍动物的消化第三节瘤胃微生物HenanAgriculturalUniversity反刍动物营养学第二章反刍动物的消化一、瘤胃微生物的种类一头体重300kg的肉牛,瘤胃内容物约40升,约含有41010个原虫和41014个细菌(Hangate,1981)。
微生物在瘤胃内充分繁殖时,微生物约占瘤胃液的10%。
按鲜重计算,绝对量可达3-7kg。
瘤胃微生物除原虫和细菌外,还有真菌和噬菌体等。
HenanAgriculturalUniversity反刍动物营养学第二章反刍动物的消化1.瘤胃细菌数量:
200多种,250-500亿个克瘤胃内容物,占瘤胃微生物45%左右大小:
0.41.01.03.0mHenanAgriculturalUniversity反刍动物营养学第二章反刍动物的消化HenanAgriculturalUniversity反刍动物营养学第二章反刍动物的消化
(1)纤维分解细菌瘤胃球菌(Ruminococcusspecies)黄化瘤胃球菌(R.flavefaciens)白色瘤胃球菌(R.albus)产琥珀酸丝状杆菌(Fibrobactersuccinogenes)溶纤维丁酸弧菌(Butyrivibriofibrisolvens)梭菌属(Clostridiumspecies)纤维降解梭菌(C.cellobioparum)产气荚膜梭菌(C.perfingens)丁酸梭菌(C.butyricum)HenanAgriculturalUniversity反刍动物营养学第二章反刍动物的消化纤维分解菌的特点对瘤胃PH最为敏感,PH6.47.0最佳,PH6.2受影响,PH6.0完全停止;纤维分解菌为严格厌养菌;纤维分解菌主要氮源为饲料在瘤胃降解所产生的氨,但纤维分解菌不能完全靠NPN作为其唯一的氮源,必须在日粮中有一定的蛋白质或供给足够的支链脂肪酸才能达到其最大生长速度;纤维分解菌对脂肪较为敏感,日粮添加脂肪后会使采食量和消化率下降。
这可能是脂肪在纤维表面形成了一层薄膜阻碍了微生物的作用。
也有认为,脂肪对微生物是有毒的。
脂肪通过保护处理,如皂化,可消除这一影响。
HenanAgriculturalUniversity反刍动物营养学第二章反刍动物的消化
(2)淀粉降解菌牛链球菌(Streptococcusbovis)嗜淀粉瘤胃杆菌(Ruminobacteramylophilus)普雷沃氏菌(Prevotellaspecies)短普雷沃氏菌(Prevotellabrevis)布氏普雷沃氏菌(Prevotellabryantii)溶淀粉琥珀酸单胞菌(Succinimonasamylolytica)反刍兽新月形单胞菌(Selenomonasruminantium)双歧杆菌(Bifidobacteriumspecies)瘤胃双歧杆菌(B.ruminale)伪长双歧杆菌(B.pseudolongum)HenanAgriculturalUniversity反刍动物营养学第二章反刍动物的消化淀粉降解菌的特点对PH敏感性低,PH5.67.0对淀粉消化速度没有什么影响,对VFA比例的影响也不大;有充足氨存在,细菌便迅速繁殖;有些种类细菌能够利用糊精、麦芽糖,也有些不能利用大多数单糖和双糖,有的不能直接引发淀粉发酵;从纤维性日粮转变成淀粉或蔗糖日粮,会发生瘤胃酸中毒(PH5.0),这主要降解乳酸所需微生物种群或浓度不够,或繁殖速度较慢,且随PH下降越来越受到抑制;淀粉在瘤胃的消化速度取决于淀粉类型及其加工方法和温度。
如大麦比玉米快,烤玉米比碎玉米发酵更迅速。
HenanAgriculturalUniversity反刍动物营养学第二章反刍动物的消化3半纤维素降解菌4蛋白降解细菌5脂肪降解菌6酸利用菌7乳酸产生菌8其他瘤胃细菌HenanAgriculturalUniversity反刍动物营养学第二章反刍动物的消化瘤胃产甲烷菌(Rumenmethanogens)产甲烷菌过去一直被误认为是细菌(又俗称真细菌,Eubacteria),但16SrRNA序列分析发现产甲烷菌是完全不同于细菌、系统进化独特的一类微生物古菌或古细菌(Archaea,或archaebacteria)包括甲烷短杆菌属(Methanobrevibacter)、甲烷细菌属(Methanobacterium)、甲烷微菌属(Methanomicrobium)和(Methanosarcina)HenanAgriculturalUniversity反刍动物营养学第二章反刍动物的消化HenanAgriculturalUniversity反刍动物营养学第二章反刍动物的消化产甲烷菌的底物及其发酵反应方程式HenanAgriculturalUniversity4H2+CO24HCO2H4CH3OHCH4+2H2OCH4+3CO2+2H2O3CH4+CO2+2H2OCH3OH+H2CH4+H2O4CH3NH2Cl+2H2O2(CH3)2NHCl+2H2O4(CH3)3NHCl+6H2O3CH4+CO2+4NH4Cl3CH4+CO2+4NH4Cl9CH4+3CO2+4NH4ClCH3CO2HCH4+CO2反刍动物营养学第二章反刍动物的消化瘤胃细菌的作用瘤胃细菌的主要功能是分解纤维素、果胶等,产生甲酸、乙酸等,其次它还分解淀粉和糖类。
瘤胃饲料中的糖类,在多种细菌的协同或持续作用下,将其分解成挥发性脂肪酸(VFA)、二氧化碳(CO2)及甲烷(CH4)等,气体通过嗳气及呼吸作用而排出体外,挥发性脂肪酸经胃壁吸收参与机体代谢。
瘤胃微生物细菌种类中还存在有分解蛋白质和氨基酸的菌群。
有些菌群既能分解纤维素又能利用尿素。
在粗饲料中添加尿素,可提高粗饲料消化率尿素为细菌合成菌体蛋白提供了充足的氮源。
HenanAgriculturalUniversity反刍动物营养学第二章反刍动物的消化2.瘤胃原虫分类:
鞭毛虫和纤毛虫数量:
20万50万个克瘤胃内容物大小:
40200mHenanAgriculturalUniversity反刍动物营养学第二章反刍动物的消化瘤胃纤毛虫HenanAgriculturalUniversity动物的消化反刍动物营养学第二章反刍瘤胃鞭毛虫HenanAgriculturalUniversity反刍动物营养学第二章反刍动物的消化瘤胃原虫的作用大多数纤毛原虫都可分解淀粉和植物中的果胶、半纤维素等糖类,产生乙酸、丁酸、乳酸以及丙酸、二氧化碳和氢。
另外,纤毛虫具有水解不饱和脂肪酸、降解蛋白质等能力,纤毛虫能显著提高饲料的消化率与利用率,并能促使挥发性脂肪酸(VFA)的产生。
纤毛虫体蛋白质的生理价值与菌体蛋白相同,但消化率比菌体蛋白高。
纤毛虫体蛋白质含有丰富的氨基酸。
HenanAgriculturalUniversity反刍动物营养学第二章反刍动物的消化原虫和细菌在蛋白质代谢上的差异原虫吞食颗粒状物质(如细菌、真菌和小颗粒饲料等),而不是与饲料一起形成混合物,细菌是原虫吞食的主要蛋白;原虫降解不溶性蛋白(如大豆粕、鱼粉等)的活性比降解可溶性蛋白(如酪蛋白)更强;原虫具有明显的似胰蛋白酶活性,并且蛋白分解酶活性高于细菌;原虫对AA的脱氨基活性同样高于细菌,大约是细菌的3倍,因此,在去瘤胃原虫的情况下,瘤胃液的脱氨基活性大大降低;原虫不能利用氨合成AA。
原虫分泌的小肽和AA占原虫摄食蛋白总量的50%,且65%甚至更多的原虫在瘤胃中被循环利用。
HenanAgriculturalUniversity反刍动物营养学第二章反刍动物的消化3.瘤胃真菌游走孢子约4000个/ml瘤胃液占瘤胃微生物的8%HenanAgriculturalUniversity反刍动物营养学第二章反刍动物的消化目前从瘤胃中分离得到的真菌共计5个属10余个种之多Neocallimastix(Varra和Joyon,1966)Piromyces(Gold等,1988)Caecomyces(Gold等,1988)Orpinomyces(Barr等,1989)Aaeromyces(Breton等,1990)HenanAgriculturalUniversity反刍动物营养学第二章反刍动物的消化所有瘤胃真菌均生长在一狭窄的温度范围(33-41),最适pH值为6.5-6.8,严格厌氧。
由于缺少细胞色素、奈醌及线粒体RNA,瘤胃真菌只能靠发酵过程提供能量。
发酵基质为多种碳水化合物,包括有直链和支链淀粉、羟甲基纤维素、晶体纤维素等。
可产生蛋白酶,分解蛋白质。
HenanAgriculturalUniversity反刍动物营养学第二章反刍动物的消化二、瘤胃微生物对饲料的降解附着共生群落的形成降解HenanAgriculturalUniversity反刍动物营养学第二章反刍动物的消化瘤胃细菌降解饲料颗粒模式细菌(A)附着于饲料颗粒表面(B),细菌不断增殖(C)逐渐侵蚀饲料颗粒,降解释放出的产物吸引更多的细菌(D),随后部分细菌离开底物进入瘤胃液系(E),结合于底物的其它细菌流入后消化道(F)。
(自Cheng和McAllister,1997)HenanAgriculturalUniversity反刍动物营养学第二章反刍动物的消化HenanAgriculturalUniversity反刍动物营养学第二章反刍动物的消化瘤胃真菌对纤维的降解物理性降解:
从孢子囊中释出的游动的孢子可游动到易于集聚的植物组织部位,穿透基质并进入内部,进而产生假根,从完整的碳水化合物中释出多糖。
某些真菌还能产生一些类似于植物病原藻状菌的突出结构,用来穿透植物细胞壁,从而大大增加瘤胃细菌在植物上的栖居部位,加强了瘤胃微生物的降解速度。
因此,尽管细菌是瘤胃内主要分解纤维的微生物,但真菌却是首先深入植物纤维组织中的微生物,之后细菌发酵才得以进行。
化学性降解:
瘤胃真菌可分泌多种降解纤维素的酶,其中主要有纤维素酶、半纤维素酶、木聚糖酶、半乳糖醛酸酶等13种酶;而在这些酶中,研究最多的为木聚糖酶和纤维素酶。
HenanAgriculturalUniversity反刍动物营养学第二章反刍动物的消化HenanAgriculturalUniversity假根穿透植物细胞壁瘤胃真菌作用方式瘤胃真菌丰富的假根附着饲料颗粒菌体反刍动物营养学第二章反刍动物的消化瘤胃真菌对淀粉及蛋白质的消化瘤胃真菌可产生淀粉酶及淀粉葡萄糖苷酶。
瘤胃真菌可分泌蛋白酶,因此具有蛋白质分解能力,参与瘤胃中日粮蛋白质的降解过程。
HenanAgriculturalUniversity反刍动物营养学第二章反刍动物的消化瘤胃微生物之间存在协同作用纤维大颗粒瘤胃真菌、原虫侵袭小颗粒瘤胃细菌和微生物酶彻底降解HenanAgriculturalUniversity反刍动物营养学第二章反刍动物的消化瘤胃微生物之间的关系瘤胃微生物之间存在彼此制约互相共生的关系:
纤毛虫能吞噬和消化细菌作为自身的营养。
瘤胃内存在多种菌类,能协同纤维素分解菌分解纤维素。
纤维素分解菌所需的氮,在不少情况下,是靠其他微生物的代谢来提供的。
更换饲料不宜太快,以便使微生物群逐渐适应改变的饲料,避免动物发生急性消化不良。
HenanAgriculturalUniversity反刍动物营养学第二章反刍动物的消化三、反刍动物与瘤胃微生物之间的关系共生关系HenanAgriculturalUniversity反刍动物营养学第二章反刍动物的消化1、瘤
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