1、动物营养学 Animal Nutrition,For undergraduates of animal science,课程综合成绩由平时成绩（含上课出勤考核、课堂提问考核及作业考核组成）、期中考试成绩及期末考试成绩三部分组成。 平 时 成 绩占20%（http:/113.54.10.21/四川农业大学动物营养学国家级精品课程），每堂课安排两位同学PPT汇报所学内容 期中考试成绩占20% 期末考试成绩占60%,课程说明,2,小鸡长成大鸡？,3,你知道草是如何变成牛奶的吗？,牛乳,4,绪 论 Introduction,5,目 的 要 求,1.了解本课程的性质、任务及学科的发展情况；,2.明确该课
2、程与其他学科的关系。,第一节 营养及营养学,内 容,第三节 动物营养学发展历程,第二节 动物营养与动物生产,第四节 课程教学安排与要求,7,第一节 营养及营养学,一.营养的概念,三.动物营养学,二.营养学,nutrition,science of nutrition,animal nutrition,8,一、营养的概念,1、营养(nutrition),Nutrition is a process that organisms digest and utilize the nutrients from food for maintaining life，repairing body tissue
3、s, growing and producing products.,是有机体消化吸收食物并利用食物中的有效成分来维持生命活动、修补体组织、生长和生产的全部过程。,10,2、养分(nutrient)食物中的能够被有机体用以维持生命或生产产品的一切化学物质，即通常所称的营养物质或营养素、养分。凡能提供养分的物质叫食物或饲料。A nutrient is a food constituent that aids in the support of life. It may be a single element such as iron or copper, or it may be a large
4、, complex chemical compound composed of many different units, such as starch or protein.,一、营养的概念,12,营养是生物与环境相互联系的纽带,Nutrition：a linkage between organisms and environment,13,一、营养的概念,3.营养是生物界的共同现象，也是生物及其与环境相互联系的纽带。,4.自然界中的生物根据其营养特点不同，可分为自养生物和异养生物二大类。,14,营养,生物,自养生物：,异养生物：,植物和微生物,动物,图1 自养生物和异养生物,自养生物,植物
5、和微生物,生物,异养生物,人和动物,15,二、营养学,研究生物体营养过程的科学。通过这一过程的研究，可以阐明生命活动的本质，并通过营养调控措施维持生态系统的平衡。,1、营养学概念(nutriology),A science of studying nutrition for organisms. The goal is to elucidate the essence of life to establish nutritional manipulations for maintaining the balance of ecosystem.,16,2、营养学分支（Branches of nu
6、trition science）,二、营养学,营养学 Nutr.Sci,植物营养学Plant Nutr.,微生物营养学 Microbial Nutr.,动物营养学 Animal Nutr.,植物生产 Plant production,人类 Humans,动物生产 Animal production,图2 营养学分支,农业 Agri.,农业生产： 营养物质的流向与转移 现代农业： 营养物质的快速和高效转移与回流,3、营养学农业生产的理论基础 basic theory for agri.prod.,二、营养学,4、营养学生命科学和资源环境科学的组成部分,营养过程 = 生命活动过程(life pro
7、cess) 生命活动的物质基础：养分 营养学：物质资源利用科学,二、营养学,营养学,物质资源的利用效率,环境的质量,三、动物营养学,研究营养物质摄入与动物生命活动（包括生产）之间关系的科学。养分是动物生命活动的物质基础。研究养分的摄入与动物健康和高效生产的定性定量规律，不但可以为动物生产提供理论根据和实践指南，维持动物生产的高效进行，而且有助于揭示动物生命活动的本质、动物与人及环境的互作关系。,1、动物营养学概念(animal nutrition),2、动物营养学任务（tasks）,确定必需营养素及其理化特性； 研究必需营养素在体内的代谢过程及其调节机制； 研究营养摄入与动物健康的关系； 研究
8、动物营养与人及环境之间的互作规律； 制定不同条件下，不同生产目的的动物对各种营养物质的需要量； 研究动物营养学的研究方法（methodology）,三、动物营养学,3、动物营养学目标(goal),通过研究，揭示养分利用的定性定量规律，形成饲料资源的高效利用、动物产品的高效生产、人类健康及生态环境的长期维护的动物营养科学指南，使动物生产在土壤-植物-动物-人食物链中与其他要素协调发展，为维持食物链的高效运转发挥积极作用。,三、动物营养学,饲料学 普通化学 动物生物化学 生态学 动物生理学 微生物学 数学 生物统计 土壤学 ,4、与动物营养学关系密切的学科,23,第二节 动物营养与动物生产,一.动
9、物生产的特点,四.动物营养在饲料工业中的作用,三.动物营养在动物生产中的作用,二.动物营养在食物链中的作用,24,将粮食及人类不能直接利用的物质(牧草、农副产品）转化为人类生存和生活质量提高所必需的食物、衣物、药物、娱乐、劳力、自然环境等产品或方式。其中,生产食物是动物生产的主要目的。,一、动物生产的特点,1、动物生产的目的(objectives of animal production),25,26,2、动物生产的作用,食物链的重要成员，生态平衡的维护者。,一、动物生产的特点,27,3、动物生产特点：低效率(low efficiency),一、动物生产的特点,表1 各种动物将饲料能量、蛋白质
10、转化为人类食物的效率,引自Gillespie，1987,图4 养分通过动物后的分流比例,Nutrient Flow through Animals,29,30,低效Low efficiency,高污染High pollution,使用生长促进剂， 动物性饲料 Growth promotant,竞争资源 Competition for resources,食品安全危机,动物生产Anim.prod.,食品安全危机 Food safety crisis,31,固体粪、灰尘、 损失饲料,气体 CH4,CO2,NH3 NO,NO2,SO2,液体 尿、废水,噪音 Noise,水污染 Water Pollu
11、tion,温室效应 GreenhouseEffect,直接危害 人畜,臭味 Odour,动物生产特点：高污染 Pollution,32,动物生产特点：食品安全隐患,肉 骨 粉：疯牛病(BSE) 动物油脂：二噁英 抗 生 素：残留与耐药性 高 铜：残留、环境污染 砷 制 剂：中毒 违禁药品：中毒、危害健康 霉变饲料： 霉菌毒素中毒,一、动物生产的特点,食品安全隐患 Food Safety,动物生产特点：与人竞争资源,自然界的食物资源：再生性资源：蛋白质、碳水化合物和脂肪三大有机物属再生性资源 非再生性资源：无机养分到达地球表面的太阳能，有1%被植物利用。植物所捕获的太阳能中，有5%被转化为人类可
12、直接利用的食物。人畜争食主要体现在这部分。,一、动物生产的特点,No. of people fed by animal products is only 20% of those fed by grains consumed by animals,Cows,35,动物生产特点：有效利用资源,动物将人类不能直接利用的养分资源（如牧草、各类副产物等）转化为人类食品，从而提高食物生产体系中的养分利用率。,一、动物生产的特点,我吃的是草,但挤的是奶啊 哈！哈！,36,物质转化效率低Low efficiency of conversion of nutrients 与人类竞争资源Competition
13、of resources with humans 环境的污染者，也是保护者Polluter,but also protector of environment 为人类提供优质蛋白质Providing proteins of high quality for humans 维持食物链的正常运转和维护生态平衡的重要成员Maintaining ecosystem balance,一、动物生产的特点（小结）,二、动物营养在食物链中的作用,2、调控养分的摄入和排泄量，影响环境质量；regulate the intake and excretion of nutrients to influence en
14、vironment quality. 3、保障动物产品对人类的食用安全。insure eating safety of animal-origin food for human.,1、提高动物对自然资源的利用效率；improve conversion efficiency of natural resources utilized by animals,三、动物营养在动物生产中的作用,1、保障动物健康(keep animal healthy),2、提高生产水平(increase animal productivity)与50年前比较，现代动物的生产水平提高了80200%。其中，营养的贡献率占5
15、070%。,奶牛年产奶量已从1000kg上升到5000kg，不少牛群平均达9000kg，世界单产纪录已刷新到30833kg；,肉牛长到500kg体重,由原来的56岁,现已缩短到1周岁左右;,高产蛋鸡群，年平均每只产蛋量可达250270枚;,猪的生长速度和饲料利用效率比50年以前提高了1倍以上,出栏时间缩短到6个月以下，以前肉猪增重1kg消耗5kg饲料,而今仅需2.53.0kg。,三、动物营养在动物生产中的作用,40,表1 不同年代生长肥育猪的生产性能变化,三、动物营养在动物生产中的作用,41,表2 不同年代蛋鸡的生产性能,肉鸡的饲养期由89周降到6周，料肉比由4:1降到1.62.0:1,三、动
16、物营养在动物生产中的作用,42,基于以上事实，2002年我国“畜禽水产养殖技术”被中国工程院评为20世纪最伟大的工程科技成就之一，与“两弹一星”、“种植业增产技术”相提并论，这是一个举世瞩目的伟绩。引自“中国工程院.20世纪我国重大工程技术成就,2002.”,三、动物营养在动物生产中的作用,4、降低生产成本(decrease production cost) 动物生产的总成本中，饲料成本占5080%。 5、保护生态环境(protect eco-environment),三、动物营养在动物生产中的作用,3、改善产品质量improve quality of animal products,合理的营
17、养有助于改善产品品质，例如风味、色泽、贮藏期。,四、动物营养在饲料工业中的作用,动物营养是饲料工业(feed industry)的理论基础,饲料工业是以养殖业为服务对象的从事商品饲料生产的工业行业。,动物营养是决定饲料企业产品定位、产品产量与质量、企业生产效率的核心因素。,第三节 动物营养学发展历程,五.动物营养：未来发展,四.动物营养：主要问题,三.动物营养学的现状,二.现代动物营养学形成原因,一.动物营养学发展历程,46,1.朴素营养学概念人类驯养动物大约有几千年的历史，经过长期的生产实践，很早就有了不同食物或饲料会影响人类和动物生长发育的认识。战国时期素问一书中就有朴素的营养学概念: “
18、五谷为养，五果为助，五畜为益，五菜为充，气味合而服之，以补精益气”。,一.动物营养学发展历程,47,有关营养的知识人类早已在生产实践中发现与应用，其中以我国最早。公元前4世纪，庄子中已记载有“瘿病”，即现代的地方性甲状腺肿病；公元4世纪，葛洪用海藻来治疗“瘿病”。孙思邈（公元581682年）用糙米煮粥治疗“脚气病”，用猪肝治疗“雀目”。,最早对营养的认识只限于某些食物与某些现象的联系, 还没有认知到食物中营养素和它们的作用。,一.动物营养学发展历程,48,2.从18世纪中叶到19世纪中叶,法国化学家Antoine Lavoisier（1743-1794） 1783年创立了燃素学说，奠定了营养学
19、的理论基础。他在著名的呼吸代谢试验中提出“动物的呼吸是食物中碳氢化合物在动物体内的氧化，生命是一个化学过程”的理论。,Antoine Lavoisier（1743-1794）father of nutrition,一.动物营养学发展历程,49,1777年，法国化学家麦夸尔发现了蛋白质。1816年马根迪（Magendie，17831855）提出食物成分是由含氮物质和非含氮物质组成的，它们对动物的生长具有不同的意义。1838年荷兰科学家格里特发现有生命的东西离开了蛋白质就不能生存。1842年德国慕尼黑大学的李比西（Liebig，18031873）研究指出，动物体内脂肪主要来自饲料中的碳水化合物。经
20、过半个多世纪的研究探索，进入18世纪人们基本上认识了蛋白质、脂肪和碳水化合物等物质的营养作用。并证明不同的营养物质在动物体内代谢过程中可以相互转化。,李 比 西,一.动物营养学发展历程,50,1864年，德国Hanneberg提出了饲料概略养分分析方案，大大加快了动物营养的研究步伐。,1875年，美国成立全球第一家饲料厂，标志着动物营养学已进入到实际应用阶段。,一.动物营养学发展历程,1907年荷兰医生艾克曼通过家禽试验，认为糙米中含有一种能预防和治疗脚气病的微量物质。1912年波兰化学家芬克（Casimir Funk）发现，糙米中含有能够防治人类脚气病和禽类多发性神经炎的有机物质，是一类含氮
21、化合物，命名为vitamine，中文词义“生命胺”，也称硫胺素（维生素B1）。因此，第一个维生素被发现了。,3.从19世纪中叶到20世纪3040年代,此阶段的主要成就是认识到了蛋白质、脂肪和碳水化合物三大有机物是动物的必需养分。大部分研究集中在这三大养分及能量利用率上，并开始积累有关矿物元素的资料。,一.动物营养学发展历程,1807,英国科学家Fordyce通过试验证明产蛋鸡需要补钙,从30年代开始，维生素、氨基酸、必需脂肪酸、无机元素、能量代谢、蛋白质代谢、动物营养需要及养分互作关系的研究取得巨大进展。在3040年代，分离并阐明了维生素的化学结构以后，微量养分的营养就初步形成了。,3.从20
22、世纪30年代至今现代动物营养学的形成与发展阶段,一.动物营养学发展历程,50年代，对微量元素、维生素、氨基酸这些微量养分的营养功能和需要量进行了大量研究，同时发现了低剂量的抗生素具有促进动物生产和改善饲料利用率的功效。,40年代开始了对氨基酸的营养研究。,1937年，美国Maynard所著的Animal Nutrition出版，标志着动物营养学正式成为一门独立的学科。,一.动物营养学发展历程,到了60年代，维生素、氨基酸、抗生素的人工合成取得成功，养殖业也开始向规模化集约化方式发展，大大促进了动物营养学在生产实际中的应用。与此同时，饲料工业进入迅速发展时期。应用已知的动物营养学知识所生产的配合
23、饲料能够促使养殖生产水平和饲粮利用率的大幅度提高，标志着现代动物营养学已经形成。,从60年代至今，现代动物营养学得到了迅速发展。,一.动物营养学发展历程,二、现代动物营养学形成原因,近一个世纪以来动物科学及相关学科的发展 实验动物的贡献： 大鼠：维生素、氨基酸、矿物元素和毒物 狗： 胰岛素、碳水化合物代谢、烟酸豚鼠：坏血病 仓鼠、猪、猴、禽、鹌鹑及其他动物 分析技术的进步和化学、数学、生物化学、生理学及其他相关学科的发展。,长期以来农牧民养殖经验的总结,三、动物营养学的现状,确定了50种必需养分(50 essential nutrients )； 了解了养分的主要代谢过程，掌握了养分的基本功能
24、，弄清了养分的缺乏症和某些养分的中毒症；Understand metabolism, functions, deficiency and toxicity of nutrients,57,制定了各类动物对主要养分的营养需要量，掌握了主要养分的利用效率，使动物生产能够在较准确的营养调控下进行；Quantify nutrient requirements,三、动物营养学的现状,建立了一整套动物营养学的研究方法；Establish methodology 了解了多种因素对营养代谢和需要量的影响；Specify the factors influencing nutr. req. 认识了饲料添加剂在动
25、物营养中的重要作用；Understand the effects of feed additives,向第四阶段过渡,三、动物营养学的现状,宏观macro,微观micro,群体group,个体individual,组织tissue,细胞、分子cell & molecule,局部part,整体whole,静态static,动态dynamic,分支学科和交叉学科正在形成，如环境营养学、免疫营养学、微生态营养学、分子营养学等。,四、动物营养：主要问题,交叉领域薄弱：营养与遗传、营养与健康、营养与环境及动物福利(Animal welfare) 、营养与产品品质； 采食量及其调控机制(Regulator
26、y mechanism)与措施； 养分的生物利用率的快速准确评定； 饲料安全问题(Feed safety)。,养分代谢过程及分子机制(molecular mechanism)；,动物福利,61,图片来源: 环球时报-环球网,英农夫(Rob Taverner)给奶牛表演太极,提高牛奶产量,动物应该享有的福利,62,）蛋白质合成与动物生长的细胞调节与分子调节机制。,五、动物营养：未来发展趋势,）消化道微生物生态系统、消化功能和动物营养之间的相互关系。,）动物营养需要的动态模型。,发展趋势,）采食量的调控机制与措施。,）饲料及饲粮养分生物学效价的快速准确评定。,）动物生产目标的改变、动物福利、环境与
27、资源保护、人畜健康、立法等因素将明显影响动物营养需要与饲养方式，将成为未来动物营养学的研究领域。,五、动物营养：未来发展趋势,）提高生产效率的营养管理综合技术。,）研究手段的更新。,五、动物营养：未来发展趋势,）分子营养学、免疫营养学等也将成为今后动物营养研究的热点。营养与基因表达、营养与代谢调控，外界环境对营养代谢规律的制约以及物质代谢量变规律的研究，将从分子水平上揭示生命的本质与动物营养的关系.,五、动物营养：未来发展趋势,环境营养学 Environmental Nutrition 生态营养学 Ecological Nutrition 微生态营养学 Microecological Nutr
28、ition 免疫营养学 Immunological Nutrition 分子营养学 Molecular Nutrition 系统营养学 Systems- Nutrition of Animals 比较动物营养学Comparative animal nutrition ,10）向分支学科和交叉学科渗透和发展：,比较动物营养学(comparative animal nutrition)是动物营养学的新兴分支，是研究动物物种、种属、品种乃至基因型与饲料营养利用效率之间关系的科学，即研究动物对饲料营养利用效率之种属间的差异、同种类不同品种问的差异、同品种不同个体或基因型间的差异。是动物遗传学(anim
29、al genetics)和动物营养学(animal nutrition)的交叉学科，亦可称之为遗传营养学(genetic nutrition)或营养遗传学(nutritional genetics)。,五、动物营养：未来发展趋势,三.学时分配,二.目的要求,一.课程性质,第四节 课程教学安排与要求,68,一、课程性质,动物营养: 动物科学专业的三大主干学科之一 (动物遗传育种、动物繁殖学）。,动物科学专业核心课程,动物营养学,二、目的要求,掌握提高动物对营养物质利用效率的理论基础，具备分析和解决动物生产实践中的饲养问题的理论知识。,1、理论知识方面,2、具体学习内容,通过理论学习，要求学生掌握
30、： 饲料中各种营养物质及其对动物的营养作用； 营养物质缺乏或过量对动物健康和生产的影响； 动物对各种营养物质的适宜需要量以及影响其需要量的因素。,二、目的要求,3、实践技能方面,通过实验和实践环节，要求掌握： 动物营养中概略养分的概念和检测原理与方法； 了解养分利用率和动物营养需要的基本评定或确定方法； 加深动物营养基本概念和动物生产与营养需要的关系的理解； 具备营养分析和饲养实践的基本技能。,二、目的要求,王栋教授1959年,杨凤教授1993年,许振英、杨诗兴、杨胜 1979年,杨凤教授1999年,我国动物营养学教材,计成教授2008年,周安国教授2011年,深切怀念为我国动物营养和饲料科学
31、发展做出杰出贡献的科学家,许振英教授（1907-1993）我国动物营养学奠基人,杨诗兴教授（1911-2011）我国著名动物营养学家，,杨胜教授（1918-2007）我国著名动物营养学家，,74,四、主要参考书,75,主要参考书,76,五、课程关系密切的学术期刊,77,1.http:/ 动物营养网 2.http:/ 中国畜牧兽医信息网 3.http:/中国饲料行业信息网 4.http:/ 5.http:/ 中国饲料 6.http:/ 饲料工业 7. http:/ 农业部饲料工业中心,六、动物营养相关的一些网站,绪论 思考题,1.营养、营养学、动物营养及动物营养学的概念。 2.简述动物营养学在生命科学中的地位及发展趋势。 3.简述动物营养学的研究目标和任务。 4.论述动物营养在提高动物生产效率中的地位和作用。,The End,80,附表1 动物可能需要的营养物质,引自ond, et. 1980,81,
