同学们要掌握昆虫体壁的结构与功能.doc

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1、同学们要掌握昆虫体壁的结构与功能、昆虫的脱皮过程及机理、几丁质（chitin）、角质精层（tannedcuticulin）威氏腺（Verson'sglands）和原表皮（procuticle）等名词术语的定义，了解昆虫体壁的衍生物、昆虫的体色等，区别色素色、结构色和结合色。　　教学重点：昆虫体壁各层构造的生理特点。　　教学难点：昆虫的脱皮过程及机理。 　　昆虫的体壁是体躯外表的组织构造，由胚胎外胚层一部分未分化细胞形成的皮细胞层及其向外分泌形成的表皮层组成。昆虫体壁形成昆虫的外骨骼和内骨骼，以保持昆虫的体形和着生体壁肌，从而保护内脏器官和形成昆虫的运动机能；昆虫体壁也

2、是体躯的保护性屏障，既能防止体内水分的蒸发，又能阻止病原菌和杀虫剂等外物的侵入；昆虫体壁也是营养物质的贮存体，在新表皮形成过程中或在饥饿的情况下，内表皮可被消化和吸收；另外，昆虫体壁一些表皮细胞特化成感受器和腺体，用以接受外界刺激和分泌种间和种内的信息化合物，调节和控制着昆虫的生理和行为反应。　　昆虫的体壁由里向外可分为底膜、皮细胞层和表皮层3部分。　　1底膜（Basementmembrane）　又叫基膜，是紧贴在昆虫体壁皮细胞层下的一层薄膜，从而使皮细胞层与血腔隔开。底膜由浆血细胞分泌形成，主要含有中性粘多糖。底膜有选择通透性，使血液中的部分化学物质和激素进入皮细胞

3、。　　2皮细胞层（Epidermis）　亦称真皮层，是位于底膜外侧的排列整齐的单层细胞层，相邻细胞间靠桥粒体结构进行联结，由它分泌形成表皮。皮细胞的形态结构随变态与脱皮而发生周期性变化，平时皮细胞很薄；但在脱皮过程中，皮细胞多呈柱形，活动活跃。在发育过程中，部分皮细胞可特化成腺体、绛色细胞、毛原细胞和感觉细胞等。　　皮细胞的主要生理功能是控制昆虫的脱皮作用，在脱皮过程中分泌脱皮液，消化旧的内表皮并吸收其产物合成新表皮，同时分泌表皮层，组成昆虫的外骨骼及外长物；另外，皮细胞也参与修补伤口、分泌形成绛色细胞和特化形成腺体等。　　皮细胞内含有橙色和红色的颗粒，使虫体表现色彩

4、，并具有氧化还原作用，可以控制某些昆虫色彩的变化。　　3表皮层（Cuticle）　是由皮细胞向外分泌形成的、位于昆虫体壁最外面的几层性质很不相同的非细胞性组织。表皮层由内往外可以分为内表皮、外表皮和上表皮三层，其中贯穿着许多连接皮细胞层与上表皮的细微管道。　　3.1内表皮（Endocuticle）　是由皮细胞向外分泌形成的最内一层，也是表皮层中最厚的一层，厚10μm～200μm。内表皮一般柔软、透明，由几丁质和蛋白质组成，呈多层平行薄片状，每一薄片层由很多弯成"G"字型排列的微纤丝（microfibril）所构成，由于这些微纤丝的定向规则排列，使得内表皮具有特殊的弯曲

5、和伸展性能，所以当昆虫的外表皮和上表皮尚未形成时，虫体可前后、左右及上下方向自由扭动。　　几丁质（Chitin）是昆虫表皮的主要成分之一，由表皮细胞分泌形成，是一种含氮多糖，占表皮干重的25%～40%，由N-乙酰-D-葡萄糖胺以β-1，4-糖苷键聚合而成，其分子式为(C8H13O5N)n，构造类似纤维素。几丁质在内表皮中含量高达60%左右，而在外表皮中仅约有22%。在昆虫体内，几丁质是以几丁质—蛋白质复合体的形成存在。几丁质是一种无色、无定形的固体，不溶于水、稀酸、稀碱以及乙醇、乙酸等溶剂中，但可溶于矿物酸中，并可水解为氨基葡萄糖或分子链较短的多糖和乙酸。　　3.2外

6、表皮（Exocutitle）　位于内表皮的外方，是经过鞣化反应形成的含骨蛋白硬层，厚3μm～10μm。外表皮一般琥珀色，由鞣化蛋白与几丁质组成，呈丝状排列，是表皮中最坚硬的一层，所以当昆虫的外表皮形成后，体壁就有强的硬度，虫体的活动也只能限于节间膜或关节处。　　3.3上表皮（Epicuticle）　是覆盖在外表皮外面的不含几丁质的薄层，是表皮层最外和最薄层，厚1μm～3μm。上表皮虽薄，但由内往外一般还可分为角质精层、蜡层和护蜡层，在吸血蝽的若虫和黄粉甲的幼虫等昆虫的角质精层与蜡层间还有多元酚层。　　角质精层（Tannedcuticulin）　由绛色细胞分泌形成，是上

7、表皮中最先形成的一层。角质精层含有脂蛋白和鞣化蛋白，常呈琥珀色，有一定抗蛋白酶、几丁酶、矿物酸和有机溶剂的能力。　　多元酚层（Polyphenollayer）　由绛色细胞分泌形成，介于角质精层与蜡层之间。多元酚层主要成分是脂蛋白与多元酚的复合体，对表皮的鞣化和脂化起着重要作用。　　蜡层（Waxlayer）由皮细胞分泌形成，主要成分是长链烃类和其他脂肪酸酯和醇。蜡层中长链烃的极性端与角质精层形成化学结合，在角质精层上面作紧密的定向排列形成单分子层（monolayer），从而使非极性端一致朝外，且长链烃分子与角质精层的垂直面成25°排列，分子间靠范德华力