水产动物生理学课件：Chapt 1 营养生理

1、水产动物生理学科研研究方向：海水鱼幼鱼、成鱼营养营养素代谢调控机理研究、饲料配方技术开发、新饲料原料开发与应用、养殖海水鱼健康维护的营养调控技术研究等。欢迎有兴趣的同学一起学习、交流！ 课程定义：研究水产动物正常机能活动规律的学科。 课程地位：本课程是水产养殖学、水产饲料学、水产病害防治等课程的专业基础课程，需要以普通生物学、组织胚胎学、鱼类学、生物化学等课程为前期课程。研究内容：水产动物的生命活动现象和机体各个组成 部分的功能以及它们之间的关系。 研究对象：水产动物（鱼类）水产动物涉及到许许多多有趣的生理学问题，例如：水产动物怎样感受水中的各种刺激？靠什么感受？为什么它们中的一些能从淡水游进

2、海洋又从海洋游进淡水并能正常生存下来，而另一些动物却不能活下去？为什么在人工饲养条件下石斑鱼自然繁殖比较困 难，但人们通过各种技术就能帮助它们完成繁殖过程？等等研究鱼类生理学的实践意义（1）60年代兴起的运用声、光、电等现代技术捕鱼、拦鱼、诱鱼，就是在研究和了解鱼类对不同强度声、光、电刺激的反应或行为基础上提出来的，而这些就离不开对鱼类神经生理、肌肉生理、感觉生理等知识的综合分析应用；（2）要提高单位水面的鱼产量，要进行人工配合饲料的研究，就必须了解鱼类摄食、消化、吸收的机能，以及鱼类对营养的需求；（3）要进行鱼类人工繁殖和性别控制，就必须了解鱼类生殖生理、内分泌生理。 第一章 营养生理什么叫

3、鱼类营养？为什么要研究鱼类营养？思考我国水产养殖产量与水产饲料产量变化高效配合饲料与冰鲜杂鱼经济性能对比比较项目冰鲜杂鱼石斑鱼高效环保饲料饲料系数4-60.8-1饲料成本9-12.5元/斤鱼6.8-8.5元/斤鱼生长速度规格差异大，30%的鱼生长较快规格差异小，生长速度快环境污染情况大量氮磷未被有效利用，严重污染水质，加大病害风险污染较少供给及应用不能保质保量供应供应稳定，使用方便鱼类的六大营养素蛋白质脂肪糖维生素矿物质水第一节 蛋白质一、蛋白质及其生理功能二、鱼类蛋白质需要量三、必需氨基酸需要量四、蛋白质营养价值五、蛋白质的代谢六、饲料中蛋白质的来源第一节 蛋白质一、蛋白质组成及其生理功能1

4、、元素组成 蛋白质的平均元素含量： C 53% H 7% O 23% N 16% S+P 1%2、蛋白质组成单位 氨基酸 20种3、蛋白质的营养生理作用A.蛋白质是构成机体组织细胞的主要原料 除水外，蛋白质是机体含量最多的养分，占干物质的50%，占无脂固形物的80%B.供体组织蛋白质的更新、修复以及维持体蛋白质现状 动物体蛋白质每天约 0.25-0.3%更新，约6-12月全部更新C.作为部分能量来源D.蛋白质是机体内功能物质的主要成分 蛋白质是生命活动的体现者，参与新陈代谢名称功能肌肉蛋白肌肉收缩血红蛋白肌红蛋白运输氧酶、激素代谢调节免疫球蛋白免疫调节运输蛋白（载体）脂蛋白、钙结合蛋白核蛋白遗

5、传信息的传递、表达3、蛋白质的营养生理作用4. 蛋白质营养的特殊性A.饲粮中最重要的养分 其独特作用不能被其他养分代替；B.最昂贵的饲料组分 C.蛋白质资源缺乏，营养价值变化很大D.蛋白质营养的研究的困难性 提高饲粮蛋白质利用率、发掘或开发新的 蛋白质资源等；4. 蛋白质营养的特殊性E.蛋白质营养不良的危害 缺乏症/中毒症状 二、鱼类蛋白质需要量1、维持鱼类体蛋白的需要量应是鱼体蛋白质维持量，也是鱼类对蛋白质的最低需要量。2、满足鱼体最大生长所需要的蛋白质需要量。大鳞大麻哈鱼的蛋白质需要量不同鱼、虾及畜禽动物单位体增重所需摄入的蛋白质量猪鸡虾鲤鱼罗非鱼鲷欧洲海鲈三文鱼虹鳟三、必需氨基酸需要量鱼

6、类的必需氨基酸（Essential Amino Acid-EAA） 在体内不能合成，或合成的速度不能满足 机体的需要必需从食物中摄取的氨基酸。半必需氨基酸 是指在一定条件下能代替或部分节约EAA的AA蛋氨酸苯丙氨酸胱氨酸（50%） 酪氨酸（30-50%）转化转化条件性必需氨基酸 （牛磺酸） 特定条件下必须由饲料供给的AA非必需氨基酸可不由饲料提供，动物体内的合成完全可以满足需要的氨基酸，并不是指动物在生长和维持生命过程中不需要这些氨基酸 必需氨基酸和非必需氨基酸相同：a.构成蛋白质的基本单位b.维持动物生长的必需成分c.数量必须满足蛋白质合成需要不同点：a.在体内合成的速度和数量不同b.是否必

7、须从饲料中供给-缺乏症 50年代，John E. Halver确定大鳞大马哈鱼的 氨基酸需求。Amino Acids EAA 精氨酸 组氨酸 异亮氨酸 亮氨酸 赖氨酸 蛋氨酸 苯丙氨酸 苏氨酸 色氨酸 缬氨酸 NEAA 丙氨酸 天冬氨酸 胱氨酸 谷氨酸 甘氨酸 脯氨酸 丝氨酸 酪氨酸 天冬酰胺 谷氨酰胺红鼓鱼（red drum）蛋氨酸需要量研究0.35%1.35%0.60%1.60%0.85%1.85%1.10%2.00%Methionine Experiment 限制性氨基酸（LAA） 饲料蛋白质中EAA的含量和鱼、虾的需要量 的比例不同，其相对不足的某种氨基酸 LAA与EAA比较相同：LA

8、A一定是EAA不同：LAA是针对特定的饲料而言 EAA是针对特定的动物而言 氨基酸平衡 配合饲料中各种EAA的含量及其比例等于鱼、 虾类对EAA的需要量。a.氨基酸 平衡b.氨基酸不平衡c.氨基酸过量木桶理论氨基酸不平衡的补救措施一、选择适当的蛋白质混合在一起 （蛋白质 互补作用）二、在配制的饲料中添加晶体氨基酸三、投喂超量蛋白质以弥补某种氨基酸的缺乏 （极少被采用）精氨酸组氨酸异亮氨酸亮氨酸赖氨酸蛋氨酸苯丙氨酸苏氨酸色氨酸缬氨酸鱼粉3.91 1.75 2.68 4.99 5.22 1.71 2.71 2.87 0.78 3.25 豆粕3.43 1.22 2.10 3.57 2.99 0.68

9、 2.33 1.85 0.65 2.26 棉粕3.94 0.90 1.16 2.07 1.40 0.41 1.88 1.14 0.39 1.51 菜粕1.82 0.83 1.24 2.26 1.33 0.60 1.35 1.40 0.42 1.62 玉米0.37 0.20 0.24 0.93 0.23 0.15 0.38 0.29 0.06 0.35 饲料原料中必需氨基酸组成确定必需氨基酸的方法 生长观察法 使用氨基酸缺乏饲料 测定生长指标 游离氨基酸水平观测法 氨基酸生物合成法 放射性同位素法 测定氨基酸14C放射性强度 体氨基酸组成数据推算法草鱼赖氨酸需要量研究原料123456Casein

10、 酪蛋白3.53 3.53 3.53 3.53 3.53 3.53 Gelatin 明胶5.30 5.30 5.30 5.30 5.30 5.30 Others*80.1880.1880.1880.1880.1880.18AA mixture8.558.558.558.558.558.55Lysine00.490.981.471.962.45Aspartic acid1.2260.980.7350.490.2450Glycine1.2260.980.7350.490.2450测定值Lys(of diet %)0.711.201.692.182.673.16protein%37.938.3837

11、.7238.2737.6938.35fat%6%6%6%6%6%6%carb%20%20%20%20%20%20%DE(kcal/kg)27402740274027402740274013周生长实验DietLysineLevel(g.kg-1)终末体重特定生长率10.71172.2219.08d1.160.08d21.2218.4019.24c1.350.07c31.69315.9521.47ab1.660.06ab42.18332.9318.40a1.700.05a52.67295.8619.23ab1.600.06ab63.16290.6521.96b1.580.07b草鱼幼鱼最适赖氨酸需

12、要量四、蛋白质营养价值 决定饲料或饲料原料蛋白质营养价值的主要因素： 必需氨基酸的有无和多少 动物性饲料蛋白质所含必需氨基酸从组成和比例方面都比较适合鱼体需要，植物性蛋白质略差一些。蛋白质质量评定方法 (1) 粗蛋白质(crude protein, CP) CP仅能反应饲料或饲粮总含氮物的多少 (2) 增重率(weight gain) 100(末重初重)/初重（3）蛋白质和氨基酸的消化率可由其粗蛋白质含量乘以粗蛋白消化率而得，能粗略地反应饲料蛋白质的质量。（4）蛋白质效率（PER） PER是动物体体重增加与蛋白质摄入量之比PER=体增重蛋白质或氮的摄入量100PER= 蛋白质在鱼体内代谢途径的

13、基本模式 脱羧肾、鳃消化肝门静脉分解合成脱氨食物（饲料）蛋白氨基酸不消化物N粪N氨基酸代谢库胺类 丙酮酸三羧酸循环胺氨氨葡萄糖脂 肪组织蛋白质、酶激素等吸收CO2H2OATP六、饲料中蛋白质的来源饲料在合理饲喂条件下能为动物提供营养，促进生长，保证健康，且不发生毒害作用的物质。饲料原料主要分为以下5大类:蛋白源 （如鱼粉、豆粕、棉菜粕）脂肪源 （鱼油、豆油、猪油、棕榈油等）碳水化合物（面粉、小麦、玉米、次粉等） 维生素 矿物盐六、饲料中蛋白质的来源1、植物性蛋白质饲料包括各种油料籽实提取油脂后的饼粕以及某些谷实的加工副产品等。豆粕、棉粕、菜籽饼粕、花生粕/花生麸2、动物性蛋白质饲料六、饲料中蛋

14、白质的来源鱼粉、肉粉与肉骨粉、血粉、昆虫蛋白粉第二节 脂类1. 脂类组成2. 鱼类对脂肪的需求3. 必需脂肪酸需求特点4. 必需脂肪酸生理功能及代谢一、脂类的组成及分类脂类-动植物组织中广泛存在的一类脂溶性 化合物的总称。1.1 脂类的分类（一）中性脂肪三分子脂肪酸和甘油形成的酯类化合物脂肪酸的命名（1）n-或者“”命名法通式: X:YnX 表示链长，碳原子数量Y 表示双键的数量 n 表示第一个双键的位置 （甲基端）CH31 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16十六酸（棕榈酸，16:0）（2） 命名法表示双键相对于脂肪酸链羧基端的位置CH31 2 3 4 5

15、 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 -5,8,11,14-二十碳四烯酸二十碳四烯酸- 20:4n-6（二）类脂糖脂固醇磷脂甘油三脂 类脂 甘油脂肪酸磷脂糖脂脂蛋白固醇双键数量鱼体合成情况饱和脂肪酸不饱和脂肪酸 脂类非必需脂肪酸必需脂肪酸单不饱和脂肪酸多不饱和脂肪酸长链多不饱和脂肪酸二、鱼类对脂肪的需求鱼类对脂肪的需要量受鱼的种类、食性、 生长阶段、饲料组成、环境温度等的影响。过量：导致脂肪沉积过多，抗病力下降，不利于 饲料加工、贮藏。缺乏：导致代

16、谢紊乱，蛋白质利用率下降； 并发脂溶性维生素缺乏症和必需脂肪酸缺 乏症；常见鱼类对脂肪的需求量虹鳟 ： 18青鱼 ： 6.5草鱼 ： 38鲤鱼： 5 8异育银鲫 ： 5.1罗非鱼 ： 6 10三、鱼类对必需脂肪酸的需求1、必需脂肪酸 Essential fatty acids在动物体内不能合成，或合成量不能够满足需要， 必须由饲料供给，对动物有着极其重要的生理意义具有2个或2个以上双键的多不饱和脂肪酸n-6系，n-3系2）种类淡水鱼：虹鳟、鲤鱼等 亚油酸（18:2n-6）、亚麻酸（18:3n-3） 二十碳五烯酸（20:5n-3） 二十二碳六烯酸（ 20:6n-3 ） 尼罗罗非鱼：n-3虹鳟：n

17、-6海水鱼20碳以上n-3高度不饱和脂肪酸甲壳类亚油酸、亚麻酸、DHA、EPA水产动物种类 必需脂肪酸种类斑点叉尾鮰 亚油酸、EPA、DHA 鲑 鱼 亚油酸、亚麻油酸鲤 鱼 亚油酸、亚麻油酸日本鳗鱼 亚油酸、亚麻油酸虹 鳟 亚油酸、EPA、DHA 罗非鱼 亚麻、油酸 鲷 EPA、DHA 鲈 EPA、DHA大鲮鲆 EPA、DHA 黄颡鱼 EPA、DHA 水产动物必需脂肪酸种类 必需脂肪酸缺乏症（1）影响生长性能：引起生长速度下降，饲料利用率 下降； （2）动物免疫力和抗病力下降，严重时引起动物死亡。 （3）引起繁殖动物繁殖机能混乱，导致繁殖力下降。四、必需脂肪酸生理功能及代谢（1）脂类的供能贮能

18、作用脂类是动物体内重要的能源物质； 脂肪是动物体内主要的能量贮备形式。（2）脂类是细胞的组成成分 四、必需脂肪酸生理功能及代谢（3）合成前列腺素（4）对其他脂类的作用亚油酸花生四烯酸亚麻酸第三节 碳水化合物 3.1 结构 多羟基醛（R-CHO）或多羟基酮（-CO-）， 以及水解后能够产生多羟基醛或多羟基酮的 一类有机化合物。葡萄糖果糖通式：Cn(H2O)m 或 (C H2O)n例外:鼠李糖 C6H12O5脱氧核糖 C5H10O4 乙酸 C2H4O2甲醛 CH2O 3.2 饲料中糖适宜添加水平 海水鱼或冷水性鱼欧洲海鲈 10%大西洋鲑 20 %虹鳟 25 %黄鳍鲷 20 % 淡水鱼或温水性鱼斑点

19、叉尾鮰 25-30%鲤鱼 25-30%团头鲂 25-30 %鲮鱼 24-26% 罗非鱼 40%肉食性鱼类：青鱼 8%硬头鳟 10%不同食性鱼类对粗纤维的最适耐受量杂食性鱼类：罗非鱼 14%异育银鲫 12%草食性鱼类：草鱼 12%异育银鲫 12%3.3 鱼类对糖的利用特点鱼类对糖的利用能力低于哺乳动物杂食性鱼类肉食性鱼类 对高糖的耐受量：鲤鱼真鲷魳鱼3.3 鱼类对糖的利用特点 鱼类对不同结构糖的利用 在鲤鱼、罗非鱼、斑点叉尾鮰 ： 淀粉糊精葡萄糖 在大鳞大马哈鱼、虹鳟、高首鲟、草鱼： 葡萄糖蔗糖糊精淀粉饲料中不同水平淀粉对草鱼生长的影响 研究方法小麦淀粉水平：20%、26%、33%、40%、47

20、%草鱼：6.890.05g， 30尾/箱 每种饲料设 3 个平行箱饲养周期：8周cccba饲料蛋白为23时，淀粉含量在2033范围内草鱼生长无显著性差异，淀粉含量超过40时，草鱼的生长率会显著降低。第四节 维生素的营养维生素营养的特点：不参与机体构成不是能源物质 需要量少 主要以辅酶形式广泛参与体内代谢 缺乏时产生缺乏症过量中毒症 维生素的分类脂溶性维生素水溶性维生素A、D、E、K B族、C（1）当动物摄入不足就会导致生理功能异常，当恢复 供给时缺乏症消失；（2）如果缺乏该元素，动物即不能生长也无法完成其 正常的生命周期；（3）通过影响机体代谢过程而对动物直接起作用；（4）该元素的功能是无法由

21、其他元素（营养素）完全替代概 述第五节 矿物盐的营养矿物元素的主要生理功能：1、骨骼、牙齿、甲壳及其他组织的构成成分， 如Ca、P、Mg、F；2、作为酶的辅基或激活剂，如Cu是细胞色素氧化酶的 辅基；3、参与构成机体某些特殊功能物质，如Fe-血红蛋白， I-甲状腺素，Co-VB124、无机盐体液中的电解质，维持体液的渗透压和酸碱 平衡，如Na, Cl, K；5、维持神经和肌肉的正常敏感性，如Ca, Mg, Na, K；6、特定的金属元素与特异性蛋白结合形成金属酶，具 独特的催化作用。动物体内矿物元素的分类动物体组织中含有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，根据含量分

22、为三类： 大量元素常量元素微量元素 C、H、O、N、S Ca、P、K、Na、Cl、MgFe、Cu、Co、Mn、Zn、I、Se、Mo、Cr、F、Sn、V、Si、Ni、As矿物元素的吸收利用1、矿物质的吸收与水环境的关系养殖水体中矿物元素的组成、含量可直接影响鱼、虾对无机盐的需要量。斑点叉尾鮰Ca ： 水体 饲料 14mg/kg 0.05% 0mg/kg 0.45 %2、影响矿物质吸收利用的因素：（1）动物种类：如虹鳟和鲤鱼对磷的吸收（2）生理状态：年龄、发育阶段、疾病、应激状态（3）动物体内对矿物质的贮存状态（4）矿物元素的化学状态 Fe2O3几乎无法利用， FeSO4易利用（5）饲料营养成分 有机成分、植物原料中的植酸、单宁酸、 矿物元素的相互作用（磷和钙、铁和铜）第六节 亲鱼营养蛋白质脂肪/脂肪酸维生素1、蛋白质蛋白质是鱼卵中最丰富的营养物质，而且是大多数硬 骨鱼类胚胎发育过程中主要的能量来源； 蛋白质沉积是构成胚胎发育的主要组成部分；蛋白质为鱼体提供辅酶和遗传物质所需的氮；通过参与卵黄物质如卵黄脂磷蛋白和卵黄蛋白原 的合成，在性腺发育和生殖中发挥重要作用。1、日本海鲷亲鱼为对象的研究中，以鱼粉作为主要蛋白来源的饲料最佳蛋白质水平大约是 45%，低于此蛋白水平投喂，亲鱼所产卵约减少 30；亲鱼蛋白质营养研究2、用 510g/kg蛋白质投喂的