动物营养学教案第八章.docx
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动物营养学教案第八章
第11、12次课学时4
授课题目(章,节)
第八章矿物质营养
授课类型(请打√)
理论课□研讨课□习题课□复习课□其他□
教学目的:
在了解动物体内矿物元素含量和分布的基础上,掌握矿物元素营养的基本特点,重点掌握矿物元素的主要营养作用及缺乏症。
教学方法、手段:
板书、多媒体
教学重点、难点:
重点掌握矿物元素的主要营养作用及缺乏症
教学内容及过程设计
补充内容和时间分配
一、课程回顾
1、生长猪、禽的必需氨基酸包括哪几种?
2、简述单胃动物和反刍动物对蛋白质消化吸收的异同。
3、简述如何提高饲料蛋白质利用效率。
4、阐述单胃动物的理想蛋白原理及其意义。
二、讲授新课
第一节矿物质营养概述
一、动物体内矿物质元素含量
动物体内矿物质元素含量约有4%,其中5/6存在于骨骼和牙齿中,其余1/6分布于身体的各个部位。
体内矿物元素的含量分布特点见书P58。
(1)按100g无脂体干物质含量表示,多种成年哺乳动物之间含量相近;
(2)体内Na、K、Cl含量从胚胎到发育结束的各个阶段均是恒定的,而Mg、Ca、P在胚胎中含量(无脂干物质)只有成年期含量的一半;(3)不同组织器官中元素含量,依其功能不同而异(表7-2,P59)。
血清中的Ca、Mg、K、Cl水平维持在一个狭窄的范围内,不管日粮提供量有多少,但血中微量元素变化很大,没有一个机制来调节食物中的进食量。
二、必需矿物元素
动物体组织中含有的45种不同数量和浓度的化学元素,其中有26种被证明是动物必需的,据含量分为二类:
常量元素(>70mg/kg活重):
C、H、O、N、Ca、P、K、Na、Cl、Mg、S共11种。
微量元素(<70mg/kg活性):
Fe、Cu、Co、Mn、Zn、I、Se、Mo、Cr、F、Sn、V、Si、Ni、As,共15种。
另有15-20种元素存在于动物体内,但其作用不明,证明矿物元素的必需性是通过动物试验,用一种纯合日粮添加或取除某元素后,观察动物的反应。
一般认为具备下列六个条件的被认为是必需元素。
(1)在动物体内各个组织中均存在;
(2)每个动物体内存在的浓度大致相同;
(3)若从体内撤去该元素,各类动物均产生生理上或结构上的异常症状,而且这种症状可以多次重复再现;
(4)再添加这种元素后即可消除撤去后的发生的异常症状;
(5)与体内一定的生物化学变化和缺乏症状相关;
(6)有措施防止缺乏或治疗,防止缺乏或治疗后上述生物化学异常现象不再发生。
三、矿物元素的基本功能
三大功能:
(1)构成体组织,5/6存在于骨骼和牙齿中,Ca、P是骨和牙齿的主要成分,Mg、F、Si也参与骨、牙的构成;
(2)少部分Ca、P、Mg及大部分Na、K、Cl以电解质形式存在于体液和软组织中,维持渗透压、酸碱平衡、膜通透性,N肌肉兴奋性等;
(3)某些微量元素参与酶和一些生物活性物质的构成。
四、矿物元素的营养特性
1.剂量——反应曲线
矿物元素具有两面性:
营养作用与毒害作用,取决于剂量。
(1)缺乏到一定低限后,出现临床症状或亚临床症状;
(2)生理衡稳区,其低限为最低需要量,高限为最大耐受量;
(3)超过最大耐受量出现中毒症状。
2.化学食物链
动物的矿物元素营养与环境之间存在密切关系:
岩石、土壤、大气、水、植物和动物、人之间构成一个不可分割的整体的食物链,而气候、季节、施肥与田间管理、耕作、制作和环境污染等则是间接地影响动物矿物质营养。
因此,动物矿物质有关疾病及矿物质营养本身都带有明显的地区性,有些还有季节性,人微量元素疾病大都属于地方病。
化学元素的生物地球化学食物链
五、矿物元素的需要量供应
1.需要:
与动物种类、生理阶段、生产水平有关。
2.供应
常用植物饲料Ca不足,P过量,Na不足,K过量,Cl不足,Mg过量。
微量元素与地区性有关。
动物性饲料通常能满足元素需要,或比例适量。
矿物性饲料只能供给某一种或少数几种元素需要。
六、矿物元素代谢
代谢动力学:
见书P59
矿物元素在体内以离子形式吸收,主要吸收部位是小肠和前段大肠,反刍动物瘤胃可吸收一部分。
矿物元素排出方式随动物种类和饲料组成而异,反刍动物通过粪排出Ca、P,而单胃动物通过尿排出Ca、P。
动物生产也是排泄矿物元素主要途径。
第二节常量元素
Ca、P、K、Na、Cl、Mg、S
一、Ca与P
1.含量与分布
体内含量最多,占体重1-2%,99%的Ca和80%的P存在于骨和牙齿中,其余存在软组织和体液中。
骨中含水45%,蛋白质20%,脂肪10%,灰分25%,灰分中Ca占36%,P18%,Mg0.5-1.0%,Ca∶P=2∶1。
2.吸收与代谢
吸收始于胃,主要部位在小肠,Ca的吸收需要VD3和钙结合蛋白的参与,形成复合物后经扩散吸收,P以离子态形式吸收。
吸收率变化大,Ca:
反刍动物45%,奶牛90%,猪55%;
P:
反刍动物55%,猪30-40%
排泄:
粪和尿,粪排出量占80%,尿占20%。
代谢:
Ca、P代谢处于动态平衡中,Ca的周转代谢量为吸收量的4-5倍,沉积量的8倍。
Ca、P代谢受甲状量腺素,降钙素和活性D3的调节。
3.营养作用
Ca构成骨与牙齿,维持N-肌肉兴奋性,维持膜的完整性,调节H分泌。
P构成骨与牙齿,参与核酸代谢与能量代谢,维持膜的完整性,参与蛋白质代谢。
4.缺乏症与过量
典型缺乏症为骨骼病变,幼龄动物为佝偻病,成年动物为骨软病或骨质松疏症。
P缺乏时,出现异嗜癖;Ca、P缺乏时,血检查可见,血清Ca、P水平低,碱性磷酸酶活性升高,骨骼灰分及其中Ca、P浓度降低。
(1)反刍动物过量Ca抑制瘤胃微生物作用而导致消化率降低;
(2)单胃动物过量Ca降低脂肪消化率;(3)过量Ca干扰其他元素的作用。
过量Ca、P干扰其他元素的代谢,如吴晋强试验。
当地饲料喂猪、补Zn能生长良好,当Ca从0.61-1.02%,出现缺Zn症。
川农大(1986),缺Zn饲料喂猪,30%猪缺Zn病,Ca0.6-1.2%,100%猪出现缺Zn症。
一般Ca水平为需要量的2-3倍时,可能出现不良后果。
5.来源
植物饲料含Ca少,而P多,但P有一半左右为植酸磷,饲料总P利用率一般较低,猪20-60%,鸡30%,反刍动物可较好利用植酸P。
Ca、P的补充料骨粉(Ca31%,P14%),磷酸氢钙(Ca23.2%,P18.6%),磷酸钙、CaCO3,石粉等。
6.影响Ca、P营养的因素
(1)Ca、P比例,1-2∶1,生长育肥猪1-1.5∶1,母猪1.3∶1,种猪1.5∶1,比例不当,易形成难溶性磷酸盐和碳酸盐。
(2)植酸(肌酸总磷酸)
谷物及副产物中植酸磷占总磷3/4,主要以植酸钙分类形式存在。
(3)草酸
(4)脂肪脂肪多或消化不良,形成钙皂,便少量脂肪可改善Ca吸收。
(5)VD,促进Ca吸收。
(6)肠道pH胃酸缺乏,降低Ca、P吸收,添加乳糖提高Ca、P吸收。
(7)饲料种类动物性饲料利用率高,植物以豆科含Ca多,禾本科含P多,猪日粮至少30%磷应是无机磷。
二、镁
1.含量与分布
体内含Mg0.05%,60-70%在骨中,Mg占骨灰分的0.5-1.0%,其余30-40%存在于软组织中。
2.吸收与代谢
反刍动物在瘤胃吸收,单胃动物在小肠吸收,扩散吸收。
吸收率:
猪禽60%,奶牛5-30%。
代谢随年龄和器官而异,幼龄动物贮存和动用镁的能力较成年动物高,骨Mg可动员80%参与周转代谢。
3.营养作用
构成骨与牙齿,参与酶系统的组成与作用;参与核酸和蛋白质代谢;调节N-肌肉兴奋剂;维持心肌正常功能和结构。
4.缺乏与过量
反刍动物需Mg高于单胃动物,放牧时易出现缺乏症,叫“牧草痉挛”,表现为生长受阻,过度兴奋,痉摩,肌肉抽搐,呼吸弱,心跳快,死亡。
过量Mg,出现昏睡,运动失调,拉稀,采食量和生产力下降。
5.Mg来源
常用饲料含Mg丰富,不易缺乏,糠麸、饼粕和青饲料含Mg丰富,块根和谷实含Mg多,缺Mg时,用硫酸镁、氯化镁、碳酸镁补饲。
国外研究表明,补Mg有利于防止过敏反应和集约化饲养时咬尾巴的现象。
三、Na、K、Cl
1.含量与分布
无脂体DM含Na0.15%,K0.30%,Cl0.1-0.15%,K主要存在于细胞内,是细胞内主要阳离子,Na、Cl主要存在于体液中。
2.吸收与代谢
主要吸收部位是十二指肠,在以单胃、后段小肠和结肠,吸收形式为简单扩散。
排泄途径,大部分随尿排出,其他途径包括粪、汗腺产品。
Na、K、Cl周转代谢强,内源部分为采食部分的数倍。
3.营养作用
为体内主要电解质,其同维持体液酸碱平衡和渗透压平衡,与其他离子协同维持肌肉N兴奋性,Na参与瘤胃酸的缓冲作用,K参与C·H2O代谢,Cl参与胃酸形成。
4.缺乏与过量
Na易缺乏,K不易缺乏。
缺乏时为一般症状,缺NaCl出现异嗜癖。
长期缺乏出现N肌肉(心肌)病变。
过量一般有耐受力,见书P66,表7-8。
食盐中毒:
腹泻,口渴,产生类似脑膜炎的N症状。
K过量,干扰Mg吸收和代谢,出现低镁性痉挛。
5.来源
各种饲料Na、Cl少,以食盐补充,饲料饼粕含K高,玉米酒糟、甜菜渣含K少。
四、硫
1.含量与分布
体内约含0.15%的硫,大部分以有机硫形式存在,如组成S-AA,VB1、生物素、羽毛,毛中含S量高达4%。
2.吸收代谢
无机S在回肠以扩散方式吸收,有机S以S-AA在小肠以主动吸收形式吸收。
体内无机S不能转变成有机S,微生物可利用无机S。
排泄途径是粪尿。
3.营养作用
参与蛋白质、C·H2O代谢(S-AA、V、胰岛素)。
4.缺乏与过量
不易缺乏,只在反刍动物大量利用NPN时可能不足,缺乏出现消瘦,毛蹄生长不良,纤维利用率下降,采食量下降,NPN利用率下降。
日粮N:
S大于10:
1(奶牛12:
1),可能出现缺乏。
S过量很少发生,无机S添加剂用量>0.3-0.5%时可能导致厌食,体重下降,便秘,腹泻等症状。
5.来源
蛋白质饲料S高,鱼粉、肉粉、血粉含S达0.35-0.85%,饼粕0.25-0.40%,禾谷类及糠麸0.15-0.25%,块根块茎作物缺乏,不足时可用硫酸盐或硫化物补充。
第三节微量元素
一、Fe
1.含量及分布
各种动物体内含Fe60-70ppm,其中60-70%存在于Hb中,3%在肌球蛋白,26%为贮备。
不足1%为Fe转运化合物。
2.吸收与代谢
主要吸收部位在十二指肠,从肠腔进入粘膜细胞,与运Fe蛋白和Fe蛋白结合,在浆膜表面再与转Fe蛋白结合,转移到血浆,Fe吸收率很低,成年动物5-10%,影响因素:
(1)幼龄动物高于成年动物;
(2)动物性饲料中的血红素化合物比植物饲料中的无机Fe盐更易被吸收。
(3)螯合物,有些螯合物(如抗坏血酸Fe、胱氨酸Fe)提高其吸收,有些则抑制吸收,包括二价离子(Zn2+、Mn2+、Co2+)植酸盐。
(4)Cu为铜蓝蛋白的成分,该酶可促使肠粘膜细胞中铁蛋白释放出Fe。
进入体内的Fe约60%在骨髓中合成Hb,红细胞寿命短,不断被破坏和代替,破坏后释放的Fe被骨髓质再利用来合成Hb,Hb的平均寿命在大多数动物为2个月,人4个月,Hb释放的Fe被再利用9-10次,因此再循环的效率很高。
主要排泄途径是粪,粪中内源Fe量少,主要是随胆汁进入肠中的Fe。
3.营养作用
(1)参与载体组成,转运和贮存营养素;
(2)参与物质代谢调节,Fe2+或Fe3+是酶的活化因子,TCA中有1/2以上的酶和因子含Fe或与Fe有关。
(3)生理防卫机能,Fe与免疫机制有关,游离Fe可被微生物利用。
4.缺乏与过量
典型缺乏症为贫血,表现为食欲不良,虚弱,皮肤和粘膜苍白,皮毛粗糙,生长慢。
血液