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时间:2020-11-24
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1、第六章昆虫排泄生理Malpighiantubules目的要求了解昆虫排泄器官的种类;掌握昆虫主要排泄器官的结构及排泄机能;昆虫其他排泄器官及排泄类型;昆虫的含氮代谢物及氮素平衡;昆虫的水分和盐分的平衡调节;生活在不同的环境下的昆虫水盐平衡的特点。讲授内容昆虫主要排泄器官的结构及机能;昆虫其他排泄器官及排泄类型;昆虫的含氮代谢物及氮素平衡;昆虫的水分和盐分的平衡调节;生活在不同的环境下的昆虫水盐平衡的特点;杀虫剂对排泄器官的影响。昆虫的排泄系统主要由马氏管和后肠组成。其主要功能是移除代谢废物,以调节体内水分和无机盐的平衡,维持血液一定的渗透
2、压和化学成分,保证各内脏器官和组织进行正常的生理活动。一、概述1.昆虫的主要排泄器官马氏管——后肠系统2.其他排泄器官体壁及其特殊结构(蚊幼虫的肛乳突、鳃、表皮腺体)。气管系统:排出二氧化碳脂肪体消化道等下唇肾围心细胞、绛色细胞、含菌体。大囊泡体:蜚蠊3.昆虫的排泄物气体:主要是二氧化碳,少量的NH3。液体:H2O固体:胆素和无机盐结晶,主要有尿酸、尿囊素、尿囊酸、尿素、氨等。二排泄系统的结构和功能马氏管是由意大利昆虫解剖学家Malpighi于1669年首先在家蚕体内发现。1892年Meckel以Malpighi为管的名称以示纪念。1
3、889年俄国柯伐列夫斯基作了证实。并不是所有昆虫都具有马氏管,弹尾目昆虫、部分缨尾目以及蚜虫无马氏管,它们主要利用下唇肾、消化道或脂肪体作为排泄器官。(一)马氏管的结构和功能1.马氏管马氏管是着生于中后肠交界处、基段与后肠相通的、端段游离或插入直肠的细长盲管。2.马氏管的起源起源于内胚层。3.马氏管的类型直翅目型:端段游离,端段和基段的内容物相似,为清水状;鞘翅目型:端段插入直肠,端段和基段的内容物相似,为清水状;鳞翅目型:端段插入直肠,基段内容物是尿酸盐结晶;半翅目型:端段游离,端段和基段内容物不相似,基段的内容物为尿酸盐结晶。4.马氏
4、管的数目1)数目原始的马氏管可能是6根,现代昆虫中变异很大,多以偶数出现。介壳虫2根半翅目4根直翅目20-100根以上毛翅目、长翅目、鳞翅目6根鞘翅目4-6根膜翅目蚊科6根注意:蚜虫无马氏管马氏管虽然数目变异很大,但并不影响其排泄功能,数量多的,马氏管一般比较短而细;数量少的则马氏管比较长而粗。连接肠道的一段称为基段,游离的为端段,两端之间为中段。5.马氏管的结构(外→内)1)围膜组成:一层含有很多微气管和交织成网的气管端细胞组成;功能:固联马氏管;有利于运动。2)肌肉层组成:由斜行横纹肌纤维组成。 功能:便于马氏管伸缩和扭动。3)管
5、壁细胞最基本的是主细胞,分泌原尿。端段的主细胞,面向肠腔为顶膜,排列有不很紧密的微绒毛,微绒毛末端充满线粒体,当分泌作用增强时,线粒体进入微绒毛;分泌作用减弱时,线粒体离开微绒毛。基膜内有内褶形成的通道,成网络状,十分发达,内褶内往往有线粒体,基膜外缘呈不连续状态。以吸收为主的基段,管壁细胞顶膜的微绒毛,一般比较粗短、稀疏,其中线粒体也较少,基膜内褶较少,简单,线粒体少,呈非浓缩态。微绒毛排列整齐的端段称为蜂窝边,微绒毛排列稀疏的基段称为刷状边。②管壁细胞的种类管壁细胞有几种不同的类型最主要的是主细胞(principalcell),它是分
6、泌原尿的细胞。管壁细胞的内缘的微绒毛称为条纹边端段的主细胞,条纹边排列不紧密,间隔15~20nm,线粒体多,可以上下移动,基膜内褶多,甚至可以伸达顶膜,对原尿的分泌有利——刷状边。基段的主细胞条纹边粗短、稀疏,线粒体少,基膜内褶少,简单,主要以吸收为主——蜂窝边。吸血蝽的马氏管有微绒毛组成的刷状边。Aa=基膜,b=基膜内褶,c=内质网;f=固体颗粒;g=刷状边上的微绒毛,有线粒体插入微绒毛内。B刷状边的放大。第二种细胞是星细胞,主要与氯离子的分泌有关;第三种细胞是粘细胞,可以分泌粘多糖;第四种细胞是薄膈细胞,位于隐肾结构的部位。6.马氏管
7、的功能马氏管形成原尿分泌泡沫和粘液分泌丝分泌石灰质发光器官(1)形成原尿是其主要功能;(2)分泌泡沫和粘液StructureandFunctionoftheMalpighianTubules,andRelatedBehaviorsinJuvenileCicadas:EvidenceofHomologywithSpittlebugs(Hemiptera:Cicadoidea&Cercopoidea)Author:RakitovR.A.1Source:ZoologischerAnzeiger,May2002,vol.241,no.2,pp.1
8、17-130(14)(3)分泌丝草蛉幼虫在2龄以后,马氏管前端形态发生变化,管内充满着粘稠的分泌液,化蛹前自肛门拉出,形成圆形的白色小茧。(4)分泌石灰质竹节虫的马氏管内收集的石灰质可被血液再
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