УДК 612:636(075.8) ББК 45.2я73

М80

А в т о р ы : В. Г. Скопичев, Н. Н. Максимюк

Р е ц е н з е н т ы : д-р биологических наук профессор Г. М. Топурия;д-р сельскохозяйственных наук профессор А. И. Токарь

Морфо-физиологические и иммунологические аспекты животновод- М80 ства. — СПб.: ООО «Квадро», 2015. — 564 с.

КВЫ 978-5-906371-15-7В связи с переходом современного образования на двухуровневый режим, для начальной

ступени — бакалавриата, оказалось необходимым введение особой формы обучения — мо­дульного принципа, объединяющего в себе целый ряд дисциплин. Каждая из этих дисци­плин: анатомия, гистология, физиология, микробиология и иммунология имеет свои базо­вые учебники весьма значительного объема. Задачей данного учебного пособия явилось сведение воедино всей информации, необходимой на начальном этапе профессионального образования. В учебном пособии подробно изложены современные данные о процессах жиз­недеятельности животных. Особое внимание обращено на общность клеточных механиз­мов в функционировании представителей животного мира. В книге представлены данные об организации тела животных, гистологическом строении тканей и органов. Вместе с этим в учебном пособии рассмотрены основные физиологические функции животного организма. Представленные разделы книги дают возможность рассмотреть физиологические особен­ности возбудимых тканей, системы крови и кровообращения, дыхания, выделения и репро­дуктивной системы. Рассмотрены основные сведения о морфологии, физиологии и генетике микроорганизмов. Имеется раздел, посвященный рассмотрению вопросов иммунологии.

Книга может быть рекомендована для широкого круга специалистов в области биологии, а также студентов ВУЗов по специальности «Зоотехния» и «Технология производства и пере­работки сельскохозяйственной продукции».

ББК 45.2я73

АТУ гылыми кп апханасы окулык коры

1МГУЛ *К33809 9

ISBN 978-5-906371-15-7© Коллектив авторов. 2015 © ООО «Квадро-. 2015

10

и1313141414152629293031

33333536

3737394343434444454546464748495050515353545657

3

ОГЛАВЛЕНИЕ

УЭМ 1. МОРФОЛОГИЯ животных Раздел 1. Биологические основы

Биология клетки (основы общей цитологии)

XI1МИЧЕСКИЙ СОСТАВ И ФИЗИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ЖИВОЙ МАТЕРИИ.................Ультраструктурные компоненты клетки.............................................................................Фибриллярные ультраструктуры.........................................................................................Пластинчатые и мембранные ультраструктуры.................................................................Зернистые ультраструктуры.................................................................................................Пузырьковидные и трубчатые ультраструктуры................................................................Морфология клетки................................................................................................................Поверхность клетки и процессы обмена со средой............................................................Мышечные и мерцательные образования...........................................................................Внутренние движения цитоплазмы.....................................................................................Биохимический состав и основные молекулярные механизмы сократимых элементов Движения, контакты и агрегация клеток............................................................................

Основы общей эмбриологии

РАЗВИТИЕ ОРГАНИЗМА...............................................Оплодотворение.............................................................Ранние этапы эмбрионального развития. Дробление Гаструляция....................................................................

Общая гистология

ТКАНИ ОРГАНИЗМА................................................................................................Эпителиальная (или покровная) ткань..................................................................Соединительная ткань.............................................................................................Мышечная ткань.......................................................................................................Физиологические свойства мышц..........................................................................Поперечно-полосатые мышцы...............................................................................Ультраструктура филаментов.................................................................................Теория скольжения нитей........................................................................................Электромеханическое сопряжение.........................................................................Механика мышцы....................................................................................................Энергетика мышцы..................................................................................................Метаболические группы поперечно-полосатых мышц........................................Гладкие мышцы........................................................................................................Нервная ткань...........................................................................................................Понятие о возбудимости.........................................................................................Ультраструктурная организация клеточной мембраны......................................Потенциал покоя......................................................................................................Механизмы генерации потенциала действия.......................................................Ионные каналы.........................................................................................................Закон длительности раздражения..........................................................................Распространение возбуждения..............................................................................Рефрактерность........................................................................................................Передача нервного возбуждения между клетками. Представление о синапсах

Раздел 2. Частная морфологияМорфология органов и систем

4. ОРГАНЫ И СИСТЕМЫ.................................................................................................................. 594.1. Соматические системы................................................................................................................. 62

4.1.1. Деление скелета............................................................................................................................. 634.1.2. Строение осевого скелета............................................................................................................. 634.1.3. Скелет конечностей (периферический скелет)........................................................................... 69

4.2. Соединение костей скелета (артрология)................................................................................... 704.3. Общая характеристика и значение мускулатуры...................................................................... 72

4.3.1. Мышцы осевой части тела (головы, шеи, туловища и хвоста)................................................. 734.3.2. Мышцы конечностей.................................................................................................................... 74

4.4. Строение кожного покрова.......................................................................................................... 744.4.1. Физиология кожи........................................................................................................................... 764.4.2. Функции кожи............................................................................................................................... 774.4.3. Образование и отделение пота..................................................................................................... 784.4.4. Регуляция потоотделения............................................................................................................. 79

5. СИСТЕМА ВНУТРЕННИХ ОРГАНОВ........................................................................................... 805.1. Система органов пищеварения (аппарат пищеварения).......................................................... 84

5.1.1. Головная часть или ротоглотка..................................................................................................... 845.1.2. Зубы................................................................................................................................................. 855.1.3. Слюнные железы............................................................................................................................ 90

5.2. Средняя кишка или пищеводно-желудочный отдел.................................................................. 925.3. Средняя кишка или тонкий кишечник........................................................................................ 965.4. Печень............................................................................................................................................. 995.5. Поджелудочная железа.................................................................................................................. 1025.6. Задняя кишка, или толстый кишечник....................................................................................... 103

6. СИСТЕМА ОРГАНОВ ДЫХАНИЯ................................................................................................. 1046.1. Дыхательные пути......................................................................................................................... 1056.2. Легкие.............................................................................................................................................. 106

7. СИСТЕМА ОРГАНОВ ВЫДЕЛЕНИЯ............................................................................................. 1077.1. Почки.............................................................................................................................................. 1087.2. Мочеточники, мочевой пузырь и мочеиспускательный канал................................................ 110

8. СИСТЕМА ОРГАНОВ РАЗМНОЖЕНИЯ....................................................................................... ПО8.1. Половая система самца.................................................................................................................. ПО8.2. Половая система самки.................................................................................................................. ИЗ

9. СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТАЯ СИСТЕМА........................................................................................ 1169.1. Строение сердца............................................................................................................................. 1169.2. Сосудистая система....................................................................................................................... 116

9.2.1. Круги кровообращения................................................................................................................. 1169.3. Регуляция кроветворения............................................................................................................. 11710. НЕРВНАЯ СИСТЕМА.................................................................................................................... 118

10.1. Нейроны и синапсы в центральной нервной системе............................................................... 11810.2. Рефлекторная деятельность центральной нервной системы.................................................... 11910.3. Свойства нервных центров.......................................................................................................... 11910.4. Торможение в центральной нервной системе............................................................................. 12010.5. Координация рефлекторных процессов..................................................................................... 12110.6. Спинной мозг................................................................................................................................. 12110.7. Продолговатый мозг..................................................................................................................... 12210.8. Средний мозг.................................................................................................................................. 12310.9. Мозжечок........................................................................................................................................ 123

10.10. Промежуточный мозг (таламус, гипоталамус, эпиталамус)..................................................... 12310.11. Ретикулярная формация («сетчатое вещество»)........................................................................ 12410.12. Вегетативная нервная система...................................................................................................... 124

4

11. ФИЗИОЛОГИЯ АНАЛИЗАТОРОВ................................................................................................. 12511.1. Зрительный анализатор................................................................................................................. 12511.2. Слуховой анализатор.................................................................................................................... 12611.3. Вестибулярный анализатор.......................................................................................................... 12711.4. Вкусовой анализатор..................................................................................................................... 12811.5. Обонятельный анализатор........................................................................................................... 12811.6. Кожный анализатор...................................................................................................................... 129

12. АНАТОМИЯ ДОМАШНЕЙ ПТИЦЫ............................................................................................. 12912.1. Опорно-двигательный аппарат.................................................................................................... 129

12.1.1. Скелет головы................................................................................................................................ 12912.1.2. Скелет туловища............................................................................................................................ 13012.1.3. Скелет конечностей....................................................................................................................... 132

12.2. Особенности мышц птиц.............................................................................................................. 13312.3. Кожа................................................................................................................................................. 13412.4. Висцеральные системы.................................................................................................................. 13712.5. Система органов крово-и лимфообращения............................................................................. 139

12.5.1. Кровь............ 13912.5.2. Кровообращение........................................................................................................................... 140

13. ЭНДОКРИННЫЕ ЖЕЛЕЗЫ ПТИЦ................................................................................................ 14514. НЕРВНАЯ СИСТЕМА ПТИЦ......................................................................................................... 150

14.1. Центральная нервная система птиц............................................................................................ 15014.1.1. Строение и функции спинного мозга......................................................................................... 15214.1.2. Органы чувств (анализаторы)..................................................................................................... 154

УЭМ 2. ФИЗИОЛОГИЯ И ЭТОЛОГИЯ ЖИВОТНЫХ

Раздел 1. Физиологические особенности жизнедеятельности

15. ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ФУНКЦИИ И ОБЩИЕ МЕХАНИЗМЫ ИХ РЕГУЛЯЦИИ...................... 15915.1. Понятие о внутренней среде организма и гомеостазе.............................................................. 15915.2. Нейрогуморальные механизмы регуляции физиологических функций................................ 16015.3. Единство нервной и гуморальной регуляции............................................................................ 161

Вегетативное обеспечение продуктивных функций16. ФИЗИОЛОГИЯ СИСТЕМЫ КРОВИ.............................................................................................. 162

16.1. Значение и количество крови...................................................................................................... 16216.2. Физико-химические свойства крови.......................................................................................... 16316.3. Гемостаз.......................................................................................................................................... 16516.4. Форменные элементы крови........................................................................................................ 167

16.4.1. Эритроциты.................................................................................................................................... 16716.4.2. Лейкоциты...................................................................................................................................... 16916.4.3. Тромбоциты.................................................................................................................................... 170

16.5. Механизм образования тканевой жидкости и лимфы.............................................................. 17017. ФИЗИОЛОГИЯ СЕРДЦА................................................................................................................ 171

17.1. Анатомические особенности строения сердца.......................................................................... 17117.1.1. Структура сердечного цикла........................................................................................................ 17217.1.2. Свойства сердечной мышцы........................................................................................................ 17217.1.3. Механические, звуковые и электрические проявления сердечной деятельности.................. 17517.1.4. Регуляция сердечной деятельности............................................................................................. 176

17.2. Физиология сосудистой системы................................................................................................. 18017.2.1. Круги кровообращения................................................................................................................ 18017.2.2. Основные законы гемодинамики................................................................................................. 18117.2.3. Особенности движения крови в разных сосудах...................................................................... 18217.2.4. Регуляция сосудистого тонуса..................................................................................................... 185

5

17.2.5. Механизмы перераспределения крови в организме................................................................ 18817.3. Движение лимфы и ее регуляция............................................................................................... 189

18. ФИЗИОЛОГИЯ ДЫХАНИЯ............................................................................................................ 19018.1.1. Физиологическая роль отрицательного давления в грудной полости.................................... 19118.1.2. Механизм вдоха и выдоха............................................................................................................ 19118.1.3. Значение верхних и нижних воздухоносных путей.................................................................. 19218.1.4. Жизненная емкость и вентиляция легких.................................................................................. 192

18.2. Газообмен в легких и тканях........................................................................................................ 19318.3. Транспорт газов кровью............................................................................................................... 194

18.3.1. Транспорт кислорода.................................................................................................................... 19418.3.2. Транспорт углекислого газа.......................................................................................................... 194

18.4. Механизмы регуляции дыхания.................................................................................................. 19418.4.1. Дыхательный центр....................................................................................................................... 19418.4.2. Саморегуляция вдоха и выдоха................................................................................................... 19518.4.3. Гуморальная регуляция дыхания................................................................................................. 196

18.5. Особенности дыхания у птиц........................ 196

Обмен веществ и энергообеспечение продуктивности

19. ФИЗИОЛОГИЯ ПИЩЕВАРЕНИЯ................................................................................................. 19719.1. Сущность процесса пищеварения............................................................................................... 19719.2. Пищеварение в ротовой полости................................................................................................. 19819.3. Пищеварение в желудке............................................................................................................... 200

19.3.1. Состав желудочного сока............................................................................................................. 20019.3.2. Двигательная активность желудка.............................................................................................. 201

19.4. Особенности желудочного пищеварения у жвачных............................................................... 20219.5. Пищеварение в тонкой кишке..................................................................................................... 204

19.5.1. Состав поджелудочного сока....................................................................................................... 20419.5.2. Состав желчи................................................................................................................................. 20519.5.3. Кишечный сок................................................................................................................................ 20519.5.4. Пищеварение в толстой кишке.................................................................................................... 20619.5.5. Моторика кишечника................................................................................................................... 206

19.6. Всасывание..................................................................................................................................... 20719.7. Голодная периодика....................................................................................................................... 209

20. ОБМЕН ВЕЩЕСТВ И ЭНЕРГИИ................................................................................................... 21020.1. Белковый (азотистый) обмен....................................................................................................... 21120.2. Углеводный обмен......................................................................................................................... 21220.3. Липидный обмен........................................................................................................................... 21420.4. Обмен воды..................................................................................................................................... 21520.5. Обмен минеральных веществ...................................................................................................... 21620.6. Витамины....................................................................................................................................... 21720.7. Обмен энергии (биоэнергетика).................................................................................................. 21920.8. Терморегуляция............................................................................................................................. 220

21. ФИЗИОЛОГИЯ ОРГАНОВ ВЫДЕЛЕНИЯ...................................................................................... 22221.1. Анатомо-физиологическая характеристика почек.................................................................... 22321.2. Типы нефронов.............................................................................................................................. 22421.3. Механизм образования мочи....................................................................................................... 225

21.3.1. Поворотно-противоточный механизм петли Генле.................................................................. 22921.3.2. Канальцевая секреция в почках.................................................................................................. 23021.3.3. Синтез веществ в почке................................................................................................................ 230

21.4. Роль почек в гомеостазе............................................................................................................... 23121.5. Регуляция мочеобразования........................................................................................................ 23321.6. Механизм болевой анурии........................................................................................................... 23421.7. Механизм и регуляция выведения мочи..................................................................................... 23421.8. Химический состав мочи.............................................................................................................. 235

6

Регуляторные механизмы формирования продуктивности

22. ФИЗИОЛОГИЯ ВНУТРЕННЕЙ СЕКРЕЦИИ................................................................................. 23622.1. Общая характеристика гормонов................................................................................................ 23622.2. Общие механизмы действия гормонов....................................................................................... 23722.3. Щитовидная железа....................................................................................................................... 23822.4. Паращитовидные (околощитовидные) железы.......................................................................... 23922.5. Надпочечники................................................................................................................................ 23922.6. Эндокринная функция поджелудочной железы........................................................................ 24122.7. Эндокринная функция половых желез....................................................................................... 24122.8. Тимус, эпифиз, тканевые гормоны.............................................................................................. 242

23. НЕРВНАЯ РЕГУЛЯЦИЯ ФУНКЦИЙ.............................................................................................. 24323.1. Понятие о нервизме....................................................................................................................... 24323.2. Строение и методы исследования коры больших полушарий................................................. 24323.3. Характеристика условных рефлексов......................................................................................... 24423.4. Основные механизмы деятельности коры больших полушарий............................................. 24523.5. Типы высшей нервной деятельности.......................................................................................... 247

Раздел 2. Физиологические основы животноводства

Физиологические основы кормления с/х животных

24. ОСНОВНЫЕ ТЕОРИИ ПИТАНИЯ................................................................................................ 24824.1. Регуляция пищевого поведения и физиологический контроль потребления корма............. 24924.2. Система пищевого поведения...................................................................................................... 251

Физиологические основы воспроизводства с/х животных

25. ФИЗИОЛОГИЯ РАЗМНОЖЕНИЯ.................................................................................................. 31525.1. Физиология репродуктивной системы самцов.......................................................................... 31625.2. Физиология репродуктивной системы самок............................................................................. 31925.3. Беременность................................................................................................................................. 323

25.3.1. Плацента......................................................................................................................................... 32425.3.2. Особенности плацентарного кровообращения......................................................................... 324

25.4. Роды................................................................................................................................................. 325

Физиологические основы выращивания молодняка с/х животных (основы возрастной физиологии)

26. ИНДИВИДУАЛЬНОЕ РАЗВИТИЕ ЖИВОТНЫХ........................................................................... 32726.1.1. Ритмичность роста........................................................................................................................ 32926.1.2. Аллометрия и гетерохрония роста.............................................................................................. 329

26.2. Рост живой массы, массы и линейных размеров частей тела, тканей и органов........... . 332

Физиологические основы способов содержания с/х животных

27. ОСНОВЫ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ФИЗИОЛОГИИ С/Х ЖИВОТНЫХ............................................. 33427.1. Понятие о среде обитания и искусственных экосистемах....................................................... 33927.2. Приложимость основных принципов экологии к домашним животным............................... 34127.3. Поведение с/х животных............................................................................................................... 343

27.3.1. Классификация форм поведения........................................................................................ 34427.3.2. Физиологическое направление исследования поведения животных...................................... 34527.3.3. Высшая нервная деятельность..................................................................................................... 346

27.4. Этология с/х животных................................................................................................................ 34927.4.1. Внутрипопуляционные отношения у животных....................................................................... 35027.4.2. Групповые взаимоотношения...................................................................................................... 35127.4.3. Иерархия......................................................................................................................................... 352

7

27.5. Адаптация и стресс у с/х животных.......................................................................................... 35527.5.1. Стадии стресса............................................................................................................................... 35827.5.2. Механизм развития стрессорной реакции................................................................................. 35927.5.3. Основные виды стресса и их профилактика.............................................................................. 361

Физиологические основы продуктивности

28. МОЛОЧНАЯ, МЯСНАЯ, ШЕРСТНАЯ И ЯИЧНАЯ ПРОДУКТИВНОСТЬ.................................. 37228.1. Физиология лактации................................................................................................................... 372

28.1.1. Строение молочной железы......................................................................................................... 37228.1.2. Развитие молочной железы.......................................................................................................... 37328.1.3. Структурная организация секреторного процесса................................................................... 37528.1.4. Состав молока................................................................................................................................ 37628.1.5. Альвеола......................................................................................................................................... 37728.1.6. Регуляция секреции молока......................................................................................................... 37828.1.7. Выведение молока......................................................................................................................... 37928.1.8. Физиологическое обоснование машинного доения.................................................................. 380

28.2. Физиологические основы производства мяса........................................................................... 38128.2.1. Изменение в процессе роста состава тканей и органов и их структуры................................ 38128.2.2. Возможности прогнозирования роста животных..................................................................... 38328.2.3. Применение гормональных препаратов для улучшения откорма скота................................ 38628.2.4. Способы снижения эстрогенных остатков в мясе..................................................................... 39328.2.5. Воздействие на животных гормонов растений.......................................................................... 39428.2.6. Гиподинамии, их влияние на продуктивность........................................................................... 39828.2.7. Движение и продуктивность сельскохозяйственных животных............................................ 400

28.3. Обоснование производства экологически безопасных продуктов.......................................... 40528.4. Физиология шерстной продуктивности..................................................................................... 407

28.4.1. Морфо-физиология и биохимия кожи........................................................................................ 40728.4.2. Обменные процессы в коже......................................................................................................... 41228.4.3. Синтез кератина шерсти.............................................................................................................. 42128.4.4. Структура и химический состав шерсти.................................................................................... 42628.4.5. Влияние различных факторов на обменные процессы в коже................................................. 43028.4.6. Влияние различных факторов на обменные процессы в волосяных фолликулах................. 43328.4.7. Стимуляция роста шерсти гормонами....................................................................................... 43528.4.8. Стимуляция роста шерсти за счет использования в рационах макро- или микроэлементов 43628.4.9. Минеральный состав шерсти...................................................................................................... 438

29. ОСОБЕННОСТИ РАЗМНОЖЕНИЯ ПТИЦ.................................................................................. 43929.1. Рост фолликулов и вителлогенез................................................................................................. 44129.2. Синтез белка................................................................................................................................... 44529.3. Формирование скорлупы.............................................................................................................. 447

УЭМ 3. МИКРОБИОЛОГИЯ И ИММУНОЛОГИЯ Раздел 1. Микробиология

30. МИКРОБИОЛОГИЯ........................................................................................................................ 46630.1. Введение в предмет микробиология........................................................................................... 46630.2. Морфология бактерий (прокариот)............................................................................................ 46730.3. Строение бактериальной клетки................................................................................................. 47030.4. Споры и спорообразование.......................................................................................................... 47630.5. Морфологические особенности других групп прокариот........................................................ 478

30.5.1. Актиномицеты............................................................................................................................... 47830.5.2. Риккетсии и хламидии.................................................................................................................. 47830.5.3. Морфология грибов...................................................................................................................... 479

30.6. Систематика бактерий.................................................................................................................. 48130.7. Физиология микроорганизмов..................................................................................................... 484

30.7.1. Химический состав....................................................................................................................... 484

8

30.7.2. Ферменты....................................................................................................................................... 48630.7.3. Метаболизм.................................................................................................................................... 48830.7.4. Дыхание.......................................................................................................................................... 49230.7.5. Рост и размножение бактерий..................................................................................................... 49530.7.6. Основные принципы культивирования бактерий.................................................................... 49630.7.7. Распространение микроорганизмов в природе......................................................................... 499

30.7.7.1. Микрофлора воды......................................................................................................................... 50030.7.7.2. Микрофлора воздуха.................................................................................................................... 50130.7.7.3. Микрофлора кормов..................................................................................................................... 50230.7.7.4. Микрофлора молока и молочных продуктов............................................................................. 507

30.7.8. Роль микроорганизмов в превращении веществ в природе..................................................... 50930.7.8.1. Круговорот азота........................................................................................................................... 50930.7.8.2. Круговорот углерода..................................................................................................................... 51230.7.8.3. Превращение микроорганизмами фосфора, железа и серы..................................................... 515

30.7.9. Влияние факторов внешней среды на микроорганизмы.......................................................... 51630.7.9.1. Действие физических факторов................................................................................................... 51630.7.9.2. Действие химических веществ..................................................................................................... 52130.7.9.3. Действие биологических факторов............................................................................................. 52330.7.10. Генетика микроорганизмов.......................................................................................................... 528

30.7.10.1. Изменчивость основных признаков микроорганизмов........................................................... 52830.7.10.2. Материальные основы наследственности.................................................................................. 52930.7.10.3. Синтез белка и генетический код................................................................................................ 53030.7.10.4. Формы изменчивости микроорганизмов................................................................................... 531

Раздел 2. Иммунология

31. ИММУНИТЕТ................................................................................................................................ 53631.1. Врожденный иммунитет............................................................................................................... 536

31.1.1. Неспецифические факторы защиты организма......................................................................... 53731.2. Приобретенный (специфический) иммунитет........................................................................... 542

31.2.1. Иммунная система организма..................................................................................................... 54331.2.1.1. Клетки иммунной системы......................................................................................................... 543

31.2.2. Лимфоидные органы и ткани иммунной системы.................................................................... 54731.2.3. Главный комплекс гистосовместимости..................................................................................... 549

31.3. Антигены......................................................................................................................................... 55031.4. Гуморальный иммунитет.............................................................................................................. 552

31.4.1. Антитела (иммуноглобулины)..................................................................................................... 55331.4.2. Синтез и динамика образования антител................................................................................... 55731.4.3. Иммунологическая память........................................................................................................... 55731.4.4. Теория образования антител........................................................................................................ 558

31.5. Клеточный иммунитет........................................ 55831.6. Индукция и регуляция иммунного ответа................................................................................. 560

31.6.1. Иммунологическая толерантность............................................................................................ 561

Список литературы........................................................................................................................................ 563

9