動物的消化、吸收與利用

1、動物的消化、吸收與利用,一、動物對飼料的消化物理性消化化學性消化微生物發(fā)酵二、瘤胃及瘤胃發(fā)酵三、營養(yǎng)物質的吸收代謝 維持生命活動 食物 消化 吸收 貯存（體脂、肝糖元） 代謝

2、 畜產品（肉、奶、毛、蛋,,,,,,,,,反芻動物,反芻動物（ruminant)來源于拉丁語ruminare，意即再次咀嚼（to chew over again)，反芻動物即咀嚼食團的偶蹄哺乳動物(cud-chewing, even-toed, hooved mammals)。Kingdom—Animal Phylum—Cordata (with a backbone) Class—Mamma

3、ls(produce milk) Subclass—Ungulata(hooved animals) Order—Artiodactyla(even-toed) Suborder—Ruminantia Family or Suborder Genus and Subgebus

4、 Species and Subspecies,反芻動物,原獸亞綱（Prototheria) 鴨嘴獸哺乳動物 后獸亞綱（Metatheria) 袋鼠 真獸亞綱 （Eutheria) 18目 500種 不反芻亞目 豬科（Suidae)

5、 (Non-ruminantia) 河馬科（Hippopotamidae) 偶蹄目Artiodactyla 駱駝科（Camelidae) 反芻亞目 鹿科（Cervidae) （Ruminantia)

6、 牛科（Bovidae)?？疲˙ovidae):野牛(Bos gaurus) 黃牛(Bos taurus) 大額牛(Bos frontalis) 牦牛（Poephagus grunniens) 水牛（Bubalus bubalua) 山羊（Capra hircus) 綿羊（Ovis aris) 羚羊（Saiga tatarica),,,,,反芻動物,無論是在家養(yǎng)

7、、放養(yǎng)的草食動物，還是在野生草食動物中，反芻動物的數量是最多的。反芻動物種類繁多、體型各異、顏色多樣** Mouse Deer : 體重2—5kg，肩高200—230mm Giraffes：體高超過6m，體重達1.9t反芻動物適應性強，分布廣泛** 可適應極冷氣候的動物如yak、caribou、musk ox 、mountain goat、sheep 潮濕、干燥是熱帶氣候：非洲反芻動物** 可適應沼澤環(huán)

8、境的動物：moose、buffalo、swamp deer、water bucks) 沙漠環(huán)境的動物：antelope、sheep、非洲、亞洲品種食物適應性廣泛** caribou可采食北極的地衣，giraffes可采食刺槐的葉子** moose 可采食水下3m的水生植物** antelope、deer、goats、sheep喜歡植物的嫩尖和牧草** 水牛可以依靠蘆葦生存，而其他牛滿足不了維持需要,,,動物的消化系

9、統(tǒng),,動物的消化系統(tǒng),,動物的消化系統(tǒng),,動物的消化系統(tǒng),,動物的消化系統(tǒng),,動物對飼料的消化,（一）物理性消化物理性消化的方式 牙齒的切（撕）碎 肌胃收縮的切搓（添加沙石） 消化道管壁肌肉運動的磨爛、壓扁物理性消化的作用 改變飼料粒度，提高在消化道的外流速度 形成多水的食糜，有利于化學和微生物的消化 通過消化道管壁肌肉運動，將食糜送入下一個 部位,動物對飼料的消化,（二）動物

10、對飼料的化學性消化動物對飼料的化學性消化主要是酶的消化，酶的消化是高等動物的主要消化方式。原生動物酶的消化主要是細胞內消化；隨著動物的進化，逐漸分化為細胞外消化。細胞外消化的動物，消化道發(fā)生分化，口腔和肌胃以物理消化為主，嗉囊用來貯存食物，真胃和小腸分泌消化液進行酶的消化，小腸主要用來吸收。,（二）動物對飼料的化學性消化,碳水化合物的消化 淀粉

11、 乳糖 蔗糖 神經性刺激 食糜進入十二指腸 pH下降 AA、脂肪酸唾液

12、淀粉酶 胰泌素 胰酶素 NaHCO3 胰酶 胰淀粉酶復合刺激 ?-糊精 麥芽糖 麥芽三糖小腸粘膜

13、 糊精酶（麥芽糖酶?a） 乳糖酶 蔗糖酶 刷壯緣表面 麥芽糖酶（II III） 麥芽糖酶IIb

14、 葡萄糖 葡萄糖 葡萄糖 半乳糖 果糖,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,（二）動物對飼料的化學性消化,蛋白質的消化（循序快速進行）

15、 蛋白質 神經刺激 蛋白質消化產物 胃酸 食糜 G細胞 胃泌素 胃液 蛋白質變性

16、 胃 胃擴張 膽堿能神經神經放射 胃蛋白酶 （芳香族氨基酸苯丙、酪氨酸氨基端） 胃蛋白酶原

17、 胰蛋白酶 鹽酸、胃蛋白酶 （堿性氨基酸

18、 組、賴氨酸羧基端） 多肽 外切酶 氨肽酶

19、 小腸腸腔 （小腸液） 羧肽酶 氨基酸 小肽

20、 黏膜刷壯緣 小腸黏膜

21、 寡肽酶 寡肽 氨基酸 吸收 吸收 吸收

22、 門靜脈,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,（二）動物對飼料的化學性消化,脂肪的消化甘油三酯 胰脂肪酶 甘油一酯磷 脂 乳化顆粒 小乳化顆粒

23、 脂肪酸 固醇及其酯 甘油二酯 膽鹽 氨基酸

24、 胰酶素 膽堿 脂肪酸 （膽囊收縮素） 膽囊

25、膽鹽微膠粒 V. 膽固醇、磷脂 膽汁 甘油一酯

26、 脂肪酸 肝 上皮細胞內

27、 吸收運轉,,,,,,,,,,,,,,,,,,,瘤胃及瘤胃發(fā)酵,瘤胃微生物瘤胃環(huán)境飼料在瘤胃中的降解過程瘤胃發(fā)酵的特點,瘤胃微生物,瘤胃細菌

28、 產甲烷菌 瘤胃微生物 瘤胃原蟲 厭氧真菌 少數噬菌體,,瘤胃細菌,一．纖維降解細菌1. 瘤胃球菌(Ruminococcus species)黃化瘤胃球菌（R. flavefacien

29、s） 白色瘤胃球菌（R. albus）2. 產琥珀酸絲狀桿菌(Fibrobacter succinogenes)3．溶纖維丁酸弧菌（Butyrivibrio fibrisolvens） 4. 梭菌屬（Clostridium species） 纖維降解梭菌，如C. cellobioparum, C. longisporum、C. lochheadii、C. aerotolerans和C.chartatabidum；

30、 產氣莢膜梭菌（C. perfingens）和丁酸梭菌(C. butyricum),瘤胃細菌,纖維分解菌的特點是：(1)對瘤胃PH最為敏感， PH 6.4～7.0最佳，PH < 6.2 受影響，PH < 6.0 完全停止；(2)纖維分解菌為嚴格厭養(yǎng)菌；(3)纖維分解菌以主要氮源為飼料在瘤胃降解所產生的氨，但支鏈脂肪酸如異丁酸、異戊酸對生長速度也很重要。也即纖維分解菌不能完全靠NPN作為其唯一的氮源，必須在日糧中有一

31、定的蛋白質或供給足夠的支鏈脂肪酸才能達到其最大生長速度；(4) 纖維分解菌對脂肪較為敏感，添加后會使采食量和消化率下降。這可能是脂肪在纖維表面形成了一層薄膜阻礙了微生物的作用。有的人認為，脂肪對微生物是有毒的。脂肪通過保護處理，如皂化，可消除這一影響。,二．淀粉降解菌 一些纖維降解菌，如Clostridium lochheadii、產琥珀酸絲狀擬桿菌的一些菌株以及溶纖維丁酸弧菌的大多數菌株，可以降解淀粉。能降解淀粉的非纖維降解菌:

32、1．牛鏈球菌(Streptococcus bovis) 2.嗜淀粉瘤胃桿菌（Ruminobacter amylophilus）3.普雷沃氏菌(Prevotella species) 短普雷沃氏菌（Prevotella brevis）、布氏普雷沃氏菌（Prevotella bryantii）和Prevotella albensis。4．溶淀粉琥珀酸單胞菌（Succinimonas amylolytica）5．反芻獸新月形單胞菌

33、（Selenomonas ruminantium）6．雙歧桿菌（Bifidobacterium species）瘤胃雙歧桿菌B. ruminale, B. merycicum, B. ruminantium,偽長雙歧桿菌B. pseudolongum，,瘤胃細菌,瘤胃細菌,淀粉分解菌的特點是：對PH敏感性低，PH 5.6～7.0對淀粉消化速度沒有什么影響，對VFA比例的影響也不大； 有充足氨存在，細菌便迅速繁殖； 瘤胃中能利用

34、乳酸的細菌并不多，但若乳酸超出瘤胃的緩沖能力時，此類菌就會占優(yōu)勢。牛糞鏈球菌緩慢生長，其代謝產物是乙酸鹽和乙醇，但若是快速生長則產生乳酸鹽。有的種類細菌能夠利用糊精、麥芽糖，但有的不能利用大多數單糖和雙糖，有的不能直接引發(fā)淀粉發(fā)酵；從纖維性日糧轉變成淀粉或蔗糖日糧，會發(fā)生瘤胃酸中毒（PH＜5.0）.這主要是將乳酸轉變成乙戊酸所需微生物種群或濃度不夠，或繁殖速度較慢，且隨PH下降越來越受到抑制； 淀粉在瘤胃的消化速度取決于淀粉類型及其

35、加工方法和溫度。如大麥比玉米快, 烤玉米比碎玉米發(fā)酵更迅速。,瘤胃細菌,三．半纖維素降解菌 所有纖維降解菌都具有降解半纖維素的能力。能降解木聚糖的有：真細菌（Eubacterium）、棲瘤胃普雷沃氏菌、溶纖維丁酸弧菌、黃化瘤胃球菌和白色瘤胃球菌。能降解淀粉的有：多毛毛螺菌、螺旋體、棲瘤胃普雷沃氏菌、溶纖維丁酸弧菌、溶糊精琥珀酸弧菌等。1．多毛毛螺菌（Lachospira multipara）(multiparus)2．

36、螺旋體(Spirochaetes) 密螺旋體（Treponema spp.）布氏密螺旋體（Treponema bryantii）糖密螺旋體（T. saccharophilum） 3．溶糊精琥珀酸弧菌(Succinivibrio dextinosolvens)4. 真細菌（Eubacterium species） 反芻獸真細菌（E. ruminantium） 溶纖維真細菌（E. cellulosolvens）。,四

37、．蛋白降解細菌  除了主要的纖維降解菌外，大多數瘤胃細菌都具有某些蛋白酶活性。研究最多的是嗜淀粉瘤胃桿菌（R. amylophilus），溶纖維丁酸弧菌（B. fibrisolvens）和棲瘤胃普雷沃氏菌（P.ruminicola）。嗜淀粉瘤胃桿菌是目前已知的蛋白降解活性最高的菌株之一.Clostridium 、Fusobacterium、Eubacterium, Lachnospira, Selenomonas和Suc

38、cinivibrio等屬的一些菌株也具有蛋白降解活性。過去的研究主要集中于革蘭氏陽性蛋白降解球菌，但是近年Attwood 和 Reilly(1995)發(fā)現，牛鏈球菌也具有高活性的蛋白降解酶。,瘤胃細菌,瘤胃細菌,五．脂肪降解菌 目前能降解脂肪的瘤胃細菌只有脂解厭氧弧桿菌（Anaerovibrio lipolytica）。該菌細胞呈彎曲的弧桿狀，長1.5µm－4.0µm，直徑0.3 µm－0.

39、5µm。單個、成對存在，偶爾聚集成團塊。兩端生有單一鞭毛，能游動，是嚴格厭氧型革蘭氏陰性菌。脂解厭氧弧桿菌在瘤胃中的主要作用在于脂肪的分解和乳酸的利用。該菌生長必需一些氨基酸、葉酸、泛酸鹽及鹽酸維生素B6(pyridoxal HCl)，還可利用果糖、三酰甘油酯和磷脂。該菌發(fā)酵產物隨發(fā)酵底物而異：發(fā)酵甘油時主要產物為丙酸和琥珀酸，還有少量H2和乳酸；發(fā)酵核糖和果糖時產生乙酸、丙酸和CO2，及少量的琥珀酸、H2和乳酸；D型和L型

40、乳酸被發(fā)酵主要產生乙酸、丙酸和CO2，及少量的琥珀酸和H2。,瘤胃細菌,六．酸利用菌 1．乳酸利用菌 可利用乳酸的細菌有：反芻獸新月型單胞菌、埃氏巨球型菌、脂解厭氧弧桿菌和向堿性韋榮氏球菌。1.1 埃氏巨球型菌(Megasphaera elsdenii)1.2向堿性韋榮氏球菌（Veillonella alcalescens）1.3 Propionibacterium acens 1.4 梭桿菌屬 （Fusobac

41、terium） 2. 產琥珀酸弧菌（Vibrio succinogenes） 3．其它的酸利用菌Succiniclasticum ruminisOxalobacter formigenes,七．乳酸產生菌 乳酸是瘤胃中重要的中間產物，它可由很多細菌產生，但目前一般認為瘤胃中產乳酸較多的是牛鏈球菌和乳酸桿菌（Lactobacillus species），還有Mitsuokella multiacidus1．乳酸桿

42、菌（Lactobacillus species）嗜酸乳酸桿菌（L. acidophilus）、干酪乳酸桿菌(L. casei)、發(fā)酵乳酸桿菌 (L. fermentum)、胚芽乳酸桿菌(L. plantarum)、布氏乳酸桿菌(L. buchneri)、短乳酸桿菌(L. brevis)、L. cellobiosus、L. helveticus、L. salivarius等。瘤胃乳酸桿菌（L.ruminis）和小牛乳酸桿菌(L. vi

43、tulinus)。 2．Mitsuokella multiacidus,瘤胃細菌,八．其它瘤胃細菌 1. 脫硫弧菌（Desulfovibrio）2. 瘤胃脫硫腸狀菌（Desulfotomaculum ruminis）3. （Oscillspira guillermondii）4. 消化鏈球菌屬（Peptostreptococcous species）,瘤胃細菌,,產甲烷菌過去一直被誤認為是細菌（又俗稱真細菌, Eu

44、bacteria），但16S rRNA序列分析發(fā)現產甲烷菌是完全不同于細菌、系統(tǒng)進化獨特的一類微生物——古菌或古細菌（Archaea，或俗稱archaebacteria）甲烷短桿菌屬（Methanobrevibacter）、甲烷細菌屬（Methanobacterium）、甲烷微菌屬（Methanomicrobium）和（Methanosarcina）活動甲烷微菌（Methanomicrobium mobile）反芻獸甲烷短桿菌（M

45、ethanobrevibacter ruminantium）甲烷細菌（Methanobacterium formicicum）（Methanobacterium formicicum） （Methanosarcina barkeri）,瘤胃產甲烷菌（Rumen methanogens）,產甲烷菌的底物及其發(fā)酵反應方程式,4H2 + CO2 ? CH4 + 2H2O4HCO2H ? CH4 + 3CO2 + 2H2O4CH3OH

46、 ? 3CH4 + CO2 + 2H2O CH3OH + H2 ? CH4 + H2O4CH3NH2Cl + 2H2O ? 3CH4 + CO2 + 4NH4Cl2(CH3)2NHCl +2H2O ? 3CH4 + CO2 + 4NH4Cl4(CH3)3NHCl + 6 H2O ? 9CH4 + 3CO2 + 4 NH4ClCH3CO2H ? CH4 + CO2,瘤胃原蟲,瘤胃中除了細菌外，還存在很多個體較大的微生物。這些大生

47、物過去都被認為是原蟲。但后來發(fā)現有些卵形體是大細菌，有部分帶鞭毛的微生物是瘤胃真菌。瘤胃中確實存在帶鞭毛的原蟲，稱瘤胃原蟲鞭毛蟲（flagellate protozoa, 簡稱flagellates）。瘤胃中個體最大、數量最多、最重要的原蟲是纖毛蟲(ciliate protozoa,簡稱cilliates)。在反芻動物的瘤胃內還棲息著五種瘤胃鞭毛蟲，雖然種的數目很少，但它們的密度是比較高的，蟲體很小，其長度只有4－15μm,瘤胃纖毛蟲,

48、瘤胃鞭毛蟲,瘤胃厭氧真菌,酵母和一些好氧真菌也能在厭氧條件下存活，從瘤胃中也能分離到這些真菌，但這些真菌是經日糧帶入瘤胃的過路菌，因此在瘤胃中不起作用。在相當長的一段時間內，微生物學家一直認為，真菌是好氧微生物，自然界不存在嚴格厭氧的真菌。由此，人們一直將Liebetanz (1910) 和Braune (1913)在20世紀初發(fā)現的瘤胃中具有單鞭毛的游動孢子認為是瘤胃鞭毛原蟲，并將這三類游動孢子分別命名為Sphaeromonas co

49、mmunis 、Callimastix frontalis和Piromonas communis。直到1975年，Orpin根據其在綿羊瘤胃內發(fā)現的游動孢子的細胞壁含有幾丁質，并且有活動階段（孢子）和非活動階段（營養(yǎng)體），首次證實這種帶鞭毛的游動孢子為嚴格厭氧的真菌，而且證實這種菌的游動孢子與Braune (1913)描述的Callimastix frontalis相似，因此用同名命名該真菌。,瘤胃厭氧真菌,普遍性系統(tǒng)發(fā)育樹(三域 D

50、omains)（根據rRNA序列確定G.J.Olsen and C.R.Woese,1993),細菌(Bacteria) 古生菌(Archaea) 真核生物(Eucarfa) 綠色非硫細菌 內變形蟲 動物

51、 粘菌 螺旋體 格蘭氏 甲烷八疊球菌 真菌 陽性菌

52、 鹽桿菌 變形桿菌 熱球菌 甲烷桿菌 熱原體 植物 熱變形菌 甲烷球菌

53、 纖毛蟲 熱網菌 藍細菌 鞭毛蟲 黃桿菌

54、 毛滴蟲 熱袍菌 微孢子蟲 產液菌

55、 雙滴蟲,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,植物界 真菌界 動物界 植物界 真菌界 動物界

56、 原生生物界 藻 原生動物 原生生物界 古細菌界 真細菌界 細菌 原核生

57、物界 (五界系統(tǒng)) （六界系統(tǒng)）植物界 著色生物界 真菌界 動物界 原生動物界 真核生物域 古始動物界 （八界系統(tǒng)）

58、 古細菌類 真細菌類 細菌域,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,蛋白質和碳水化合物在瘤胃中降解及微生物蛋白合成,飼料 蛋白質

59、碳水化合物（纖維素、半纖維素、淀粉等） 微生物 多肽 ADP 發(fā)酵熱（6-7%） 肽 氨基酸

60、 ATP 甲烷（7-15%） 噯氣 酮酸+氨 氨 （瘤胃—肝循環(huán)） 未降解蛋白質 微生物蛋白 VFA

61、 吸收 和碳水化合物 分解 （乙酸、丙酸、丁酸） 瘤胃皺胃 消化酶 VFA

62、 吸收小腸 氨基酸 吸收 氨基酸+葡萄糖

63、 吸收 糞 （未消化蛋白質、碳水化合物、代謝糞蛋白質等）,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,氮素瘤胃--肝循環(huán),瘤胃尿素等NPN 蛋白質 氨 微生物蛋白質,唾液

64、 尿素 尿素 尿,血液氨,皺胃 小腸,腎,肝,蛋白質,氨基酸,過瘤胃蛋白質,飼料,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,瘤胃特征,瘤

65、 不同年齡各胃體積比例（％）胃 動物 年齡 網胃 瘤胃 瓣胃 真胃 發(fā) 牛 初生 ---38--- 13 49 育

66、 3個月 ---54--- 14 32 成年 ---84--- 12 4

67、 初生 8 24 8 60 綿羊 3個月 11 61 6 22 成年

68、 11 62 5 22 初生 6 23 5 65 白尾鹿 3個月 8 7