任务2 牛羊的消化生理（课件）-《畜禽解剖生理》中国农业科学技术出版社 同步精品课堂

中国农业科学技术出版社 《畜禽解剖生理》 项目三 牛羊消化系统识别 任务二 牛羊的消化生理 1 CONTENTS 目 录 01 学习目标 02 教学重难点 03 新课导入 04 知识讲授 05 师生互动 06 课内小结 07 课内练习 一、学习目标 知识目标 1、掌握机械性、化学性、生物学三种消化方式的定义、特点和在牛羊消化过程中的体现。 2、阐明口腔、前胃（特别是瘤胃）、皱胃、小肠、大肠的消化机理，重点掌握瘤胃微生物的消化作用和反刍、嗳气的生理意义。 3、描述糖类、蛋白质、脂肪等主要营养物质的吸收部位、方式和途径。 一、学习目标 技能目标 1、能够运用所学知识，分析牛羊日常饲养管理中（如饲喂顺序、饲料搭配）的生理学原理。 2、能够根据牛羊的生理表现（如反刍次数、嗳气情况），初步判断其消化功能是否正常。 二、教学重难点 教学重点 1、瘤胃的生物学消化过程（纤维素的分解、蛋白质的合成与分解、VFA的产生）。 2、反刍和嗳气的生理过程及其意义。 3、小肠作为主要吸收场所的结构与功能基础。 教学难点 1、瘤胃微生物生态系统（细菌、纤毛虫）与宿主之间的共生关系。 2、营养物质吸收的机理（特别是主动转运与被动转运的区别）。 3、胃液、胰液中各种消化酶的激活条件与作用底物的特异性。 [视频] 三、新课导入 典型案例： 三、新课导入 案例问题： 1、牛羊吃进去的草，和我们吃进去的米饭，在肚子里经历的“加工过程”有何根本不同？为什么说牛羊的胃里住着一群“看不见的帮手”？ 2、我们常说“牛吃的是草，挤出的是奶”，草里的能量是如何被一步步提取并转化成牛奶和肉的能量来源的？这个过程主要发生在哪个“神奇工厂”里？ 3、为什么给犊牛喂奶要用奶瓶，而直接用桶灌反而容易让它拉肚子？这个简单的喂奶动作背后，隐藏着牛羊消化系统怎样的精密设计？ 四、知识讲授 牛羊的消化生理 动物在生命活动中，必须经常从外界环境中摄取营养物质，作为机体活动和组织生长的物质和能量来源。畜禽所需要的营养物质，包括蛋白质、糖类、脂肪、水、维生素和无机盐等，都存在于饲料之中。但是，饲料一般都是难于溶解的大块物质，它们的分子构造也极为复杂，不能直接为畜体所利用。因此，饲料必须在消化管内经过分解，使它们转变成结构简单、没有种属特异性的小分子物质，才能透过消化道上皮进入血液循环，供细胞组织利用。饲料在消化道内被分解为可吸收利用的小分子物质的过程称为消化。消化是为吸收作准备的。消化分解后的营养成分透过消化道黏膜，进入血液和淋巴循环的过程，称为吸收。 四、知识讲授 消化方式 消化系统完成消化的方式主要有3种。 一、机械性消化 机械性消化(物理性消化) 即通过消化器官的运动，改变饲料物理性状的消化方式，如咀嚼、反刍、蠕动等。有磨碎饲料、混合消化液、促进内容物后移和营养物质吸收的作用。消化管的运动是管壁肌肉来完成的。而胃肠的肌肉全部为平滑肌，具有兴奋性低、收缩缓慢、伸展性大、不易疲劳、有自动节律性等特性。这些特性保证了消化道可容纳比本身体积大好几倍的食物，并经常保持一定的压力，使内容物缓慢后移。 四、知识讲授 消化方式 二、化学性消化 化学性消化指在消化液中酶的作用下进行的消化。它能改变营养物质的化学结构，使其成为能被吸收的小分子物质。 四、知识讲授 消化方式 酶是体内细胞产生的一种具有催化作用的特殊蛋白质，通常称为生物催化剂。具有消化作用的酶称为消化酶，由消化腺产生，多数存在于消化液中，少数存在于肠黏膜脱落细胞或肠黏膜内。消化酶多为水解酶，具有高度的特异性，即一种酶只能影响某一种营养物质的分解过程，对其他物质则无作用。如淀粉酶只能加快淀粉的分解，而对蛋白质、脂肪及双糖都无作用。根据酶的作用对象的不同，可将其分为3种类型：蛋白分解酶、脂肪分解酶和糖分解酶。 四、知识讲授 消化方式 酶易受各种因素的影响，如温度、酸碱度、激动剂、抑制剂等都可影响其活性。温度对酶的活性影响很大，通常37~40 ℃是消化酶的最适温度，这时酶的活性最强。酶对环境的pH值非常敏感，每一种酶各有其特殊适合的环境，有的在酸性环境中活性最佳(如胃蛋白酶)，有的在碱性环境中活性最好(如胰蛋白酶)，有的则在中性环境中最活跃(如唾液淀粉酶)。有些物质能增强酶的活性，称为激动剂，如氯离子是淀粉酶的激动剂；有些物质能使酶的活性降低甚至完全消失，称为酶的抑制剂，如重金属( Ag、Cu、Hg、Zn等) 离子。 大多数消化酶在刚分泌出来的时候没有活性，称为酶原。酶原必须在一定条件下才能转化成有活性的酶，这一转化过程称酶致活。完成这致活过程的物质称致活剂。如胃蛋白酶的致活剂是盐酸。 四、知识讲授 消化方式 三、生物学消化 是指消化道内的微生物对饲料进行的消化。这种消化方式对草食动物尤为重要。草食动物的饲料中含有大量的纤维素，而其体内并不分泌分解纤维素的酶，纤维素的分解是在消化道内微生物的作用下完成的。牛的生物学消化主要在瘤胃和大肠内进行。 在消化过程中，以上3种消化是同时进行且互相协调的。这样饲料就由大变小，从消化管前端移到后端，使食物与消化液完全混合，达到完全消化与吸收。 四、知识讲授 消化道各部的消化作用 一、口腔的消化 (一) 采食 牛依靠视觉和嗅觉去寻找、选择食物，靠舌来摄取食物，因此，舌是牛的主要采食器官。食物进入口腔后，又依靠味觉和触觉来评定，并把其中不适合的物质吐出。 (二) 咀嚼 咀嚼是在齿、舌、颊、唇的协同作用下完成的。一方面可以磨碎食物，混合唾液：另一方面还可以刺激口腔内的各种感受器，反射性地引起各种消化液的分泌和胃肠运动，为食物的进一步消化做好准备。牛在采食过程中很少进行咀嚼，咀嚼主要在反刍时进行。 四、知识讲授 消化道各部的消化作用 (三) 唾液 唾液是由唾液腺分泌的一种无色、略带黏性的液体。牛的唾液呈碱性，pH值为8.2，一昼夜的分泌量为100~200 L。由水(99.4%)和少量的有机物、无机物组成。有机物主要是黏蛋白，无机物主要是钾、钠、钙、镁的氯化物、磷酸盐和碳酸氢盐。唾液的主要作用如下。 四、知识讲授 消化道各部的消化作用 二、咽和食管的消化 咽和食管均是食物通过的管道。食物在此不停留，不进行消化，只是借肌肉的运动向后推移。 四、知识讲授 消化道各部的消化作用 三、胃的消化 (一) 前胃的消化 前胃主要进行生物学消化，瘤胃是进行生物学消化的主要部位，饲料中70%~85%的可消化干物质和约50%的粗纤维都在瘤胃内被消化。网胃相当于一个“中转站”，一方面将粗硬的饲料返送回瘤胃，另一方面将较稀软的饲料运送到瓣胃。瓣胃相当于一个“滤器”，收缩时把饲料中较稀软的部分运送到皱胃，而把粗糙部分留在叶片间揉搓研磨，以有利于下一步的继续消化。 四、知识讲授 消化道各部的消化作用 1.瘤胃的生物学消化 瘤胃内有大量的有机物和水，pH值接近中性(7.2) ，温度适宜(39~41 ℃ ) ，渗透压与血液相近，特别适合微生物的生长、繁殖。瘤胃内的微生物主要是细菌、真菌和纤毛虫。据测定，100g瘤胃内容物中含细菌150亿~250亿个，纤毛虫60万~180万个，总体积约占瘤胃容积的3.6%，其中细菌和纤毛虫各占一半。在这些微生物的作用下，瘤胃内的饲料可发生下列复杂的消化过程。 四、知识讲授 消化道各部的消化作用 (1)纤维素的分解和利用 (2)其他糖类的分解与合成 (3) 蛋白质的分解与合成 (4) 维生素的合成 四、知识讲授 消化道各部的消化作用 2.前胃的运动 前胃的运动是前三个胃室互相密切配合进行的。首先是网胃发生连续两次收缩。第一次只收缩至网胃容积的50%即舒张，紧接着进行第二次的强力的收缩，这次收缩使网胃内腔几乎全部消失，压迫网胃内容物一部分返回瘤胃，一部分进入瓣胃。这种双相收缩一般每隔30~60s重复一次。当反刍时，网胃在第一次收缩前还会增加一次收缩(称附加收缩) ，胃内容物逆呕至口腔，称为逆呕收缩。 四、知识讲授 消化道各部的消化作用 3.食管沟的作用 食管沟起自贲门，止于网瓣口，与瓣胃沟相连。犊牛和羔羊在吸吮乳汁或饮水时，能反射性地引起食管沟唇闭合成管状，使乳汁或饮水由食管沟→瓣胃沟→皱胃。食管沟闭合反射的感受器主要分布在唇、舌、口腔和咽腔的黏膜上，传入神经舌神经、舌下神经和三叉神经。因此，用桶给犊牛喂乳时，由于缺乏吸吮刺激，食管沟则有可能闭合不全，部分乳汁溢入瘤胃和网胃，引起异常发酵，导致腹泻发生。 四、知识讲授 消化道各部的消化作用 4.反刍 反刍动物采食时，往往不经充分咀嚼即匆匆吞咽。饲料进入瘤胃后，经浸泡和软化，在休息时又把饲料逆呕回口腔进行仔细咀嚼、混合唾液再行咽下，这一过程称反刍。第二次咽下的食物进入瘤胃前庭，其中较细的部分可进入网胃，而较粗的部分仍与瘤胃内容物混合。反刍是与动物摄取粗饲料相联系的。犊牛在出生后3~4周出现反刍，其出现时间与采食粗料早晚有关。如训练犊牛及早采食粗料，反刍可提前出现。成年动物一般在饲喂后0.5~1h出现反刍，每次反刍平均为40~50 min，然后间隔一段时间再开始第二次反刍。一昼夜进行6~8次 (幼畜可达16次) ，每天用在反刍的时间为7~8h。 四、知识讲授 消化道各部的消化作用 5.嗳气 瘤胃内由于有微生物的强烈发酵，不断产生大量的气体(体重500kg的牛，每分钟可产生1L左右的气体) 。主要是CO₂、CH₄、间有少量的H₂、O₂、N₂、H₂S等。这些气体约有1/4被吸收入血经肺排出； 还有一部分被瘤胃微生物利用，剩余的气体则通过食管排出。常把通过食管排出气体的过程，称为嗳气。牛一般每小时平均嗳气17~20次。 四、知识讲授 消化道各部的消化作用 (二) 皱胃的消化 皱胃能分泌胃液，主要进行化学性消化。 1.胃液的消化作用 胃液是由胃腺分泌的无色透明的酸性液体，由水、盐酸、消化酶、黏蛋白和无机盐构成。 盐酸：由胃腺的壁细胞产生，其作用是激活胃蛋白酶原，并为胃蛋白酶提供所需要的酸性环境； 使蛋白质膨胀变性，有利于胃蛋白酶的消化； 杀死进入皱胃的细菌和纤毛虫，有利于菌体蛋白和虫体蛋白的消化吸收； 进入小肠，促进胆汁和胰液的分泌，并有助于铁、钙等矿物质的吸收。 四、知识讲授 消化道各部的消化作用 2.皱胃的运动 皱胃主要进行紧张性收缩和蠕动，有混合胃内容物、增加胃内压力和推动食糜后移的作用。其中蠕动方向是从胃底部朝向幽门部，在幽门部特别明显，常出现强烈的收缩波。随着幽门部的蠕动，胃内食糜不断被送入十二指肠。皱胃蠕动音类似肠音，呈流水音或含漱音。 四、知识讲授 消化道各部的消化作用 四、小肠的消化 由于小肠有较大的消化吸收面积，各种充足的消化酶，适宜的消化吸收条件，所以大部分营养物质都在小肠内被消化吸收。因此小肠的消化吸收占有极其重要的地位。 (一)化学性消化 小肠内的化学性消化，主要包括胰液、胆汁和小肠液的作用。 1.胰液 2.胆汁 3.小肠液 四、知识讲授 消化道各部的消化作用 (二) 机械性消化 小肠的运动是靠肠壁两层平滑肌来完成的。当食糜进入小肠后，即可刺激肠壁，引起小肠运动加强。小肠运动的基本形式如下。 1.节律性分节运动 2.钟摆运动 3.蠕动和逆蠕动 四、知识讲授 消化道各部的消化作用 五、大肠的消化 食糜经小肠消化吸收后，残余部分进入大肠。由于大肠腺只能分泌少量碱性黏稠的大肠液(不含消化酶) ，所以大肠的消化除依靠随食糜而来的小肠消化酶继续作用外，主要靠微生物( 细菌和纤毛虫) 进行生物学消化。 四、知识讲授 吸收 饲料经过复杂的消化过程，分解为简单物质。这些简单物质以及矿物质和水分，经过消化道黏膜上皮进入血液和淋巴液的过程，称为吸收。 一、 吸收部位 消化道的不同部位，对物质的吸收程度是不同的。这主要取决于该部消化管的组织结构、食物的消化程度以及食物在该部停留的时间。口腔和食管，基本不吸收； 前胃可吸收大量的挥发性脂肪酸；皱胃可吸收少量的水和醇类； 小肠可吸收大量的营养物质和水；大肠可吸收水、挥发性脂肪酸和其他少量营养物质。 小肠是吸收的主要部位。小肠具有适于吸收各种物质的结构，小肠很长，盘曲很多，黏膜具有环状皱褶，并拥有大量指状的肠绒毛，具有很大的吸收面积，食物在小肠内停留的时间也长，且已被消化到适于吸收的状态，易于被吸收。 四、知识讲授 吸收 二、吸收的机理 营养物质在消化道的吸收，大致可分为被动转运和主动转运两种方式。 1.被动转运 2.主动转运 3.各种营养物质的吸收 (1)糖的吸收 (2)蛋白质的吸收 (3)脂肪的吸收 (4)水和盐的吸收 四、知识讲授 粪便的形成和排粪 食糜经消化吸收后，其中的残余部分进入大肠后段，由于水分被大量吸收而逐渐浓缩，形成粪便。 排粪是一种复杂的反射活动。当直肠粪便不多时，肛门括约肌处于收缩状态，粪便停留在直肠内。当粪便积聚到一定数量时，引起肠壁感受器兴奋，经传入神经(盆神经)传到腰荐部脊髓的低级排粪中枢，并由此继续上传至高级中枢(位于延髓和大脑皮层)。然后从高级中枢发出神经冲动到低级中枢，并继续沿盆神经传到大肠后段，引起肛门内括约肌舒张，直肠壁肌肉收缩，同时腹肌也收缩以增大腹压进行排粪。因此，腰荐部脊髓和脑部损伤，会导致排粪失禁。 五、师生互动 课堂讨论 1、请以“一块草料”的视角，描述它从被牛吃下到最终变成粪便的奇幻旅程，并说明它在“瘤胃发酵站”、“皱胃化学池”和“小肠吸收廊”这三个关键站点分别发生了什么核心变化？ 2、牛羊的消化是机械、化学、生物三种方式的完美结合。请举例说明这三种方式是如何在瘤胃内协同工作，共同完成对纤维素的消化的？ 3、为什么说小肠是吸收的“主战场”，而瘤胃是能量转换的“核心引擎”？请从吸收的部位、方式和吸收的物质种类两个角度，对比分析这两个器官在牛羊营养代谢中的不同作用。 六、课内小结 七、课内练习 单项选择题 1、反刍动物消化饲料中纤维素的主要部位是（ ） A. 皱胃 B. 小肠 C. 瘤胃 D. 大肠 2、酶作为一种生物催化剂，其化学本质是（ ） A. 脂肪 B. 糖类 C. 维生素 D. 特殊蛋白质 【答案】C 【解析】瘤胃内含有大量微生物，它们能产生纤维素分解酶，将饲料中的纤维素分解为挥发性脂肪酸，这是反刍动物消化纤维素的主要方式。 【答案】D 【解析】酶是由体内细胞产生的一种具有催化作用的特殊蛋白质，它通过降低化学反应的活化能来加速消化过程。 七、课内练习 判断题 1、反刍动物采食时进行的第一次咀嚼最为充分。（ ） 2、大多数消化酶在刚分泌时即具有完全的活性。（ ） 【答案】错误。反刍动物采食时咀嚼很不充分，主要依靠吞咽后，在休息时将食物逆呕回口腔进行仔细的再次咀嚼，这个过程称为反刍。 【答案】错误。大多数消化酶（如胃蛋白酶原、胰蛋白酶原）在刚分泌时是以无活性的酶原形式存在的，需要在特定条件（如酸性环境或其他酶激活）下才能转化为有活性的酶。 七、课内练习 简答题 1、简述反刍的过程及其生理意义。 【答案】 反刍是反刍动物将吞入瘤胃的粗糙食物逆呕回口腔，进行再咀嚼、再混唾液、再吞咽的过程。该过程始于粗糙饲料刺激瘤胃前庭等处的感受器，引发逆呕反射。其意义在于：①通过充分咀嚼，减小饲料粒度，利于微生物后续发酵；②混合大量碱性唾液，中和瘤胃内发酵产生的有机酸，维持瘤胃pH稳定；③促进瘤胃气体排出（嗳气）和食糜向后部消化道推进。 【解析】 反刍是反刍动物特有的复杂反射行为，它确保了粗饲料能被物理性磨碎，并与唾液充分混合，为瘤胃的高效微生物发酵创造了必要条件，同时对维持瘤胃内环境稳定至关重要。 感谢您的耐心观看 37 $