第五章-昆虫呼吸生理.ppt

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1、第五章昆虫呼吸生理目的要求了解昆虫呼吸方式的种类;掌握昆虫气管系统的基本构造和呼吸机制；了解昆虫呼吸代谢的特点和呼吸商；了解杀虫剂与昆虫呼吸系统的关系。主要内容昆虫呼吸方式；昆虫气管系统的组成和功能；昆虫呼吸代谢特点；杀虫剂对昆虫呼吸代谢的影响。Graham,J.B.,R.Dudley,N.AguilarandC.Gans.1995.ImplicationsofthelatePalaeozoicoxygenpulseforphysiologyandevolution.Nature375:117-120.史前巨大昆虫史前巨大蜻蜓化石翼展

2、可以达到2英尺半（接近1米），是地球上有史以来最大的昆虫在氧气浓度高的气候条件昆虫变异很大。大约在3亿年以前，空气中含有氧气的比例与现在有很大的不同，当时的氧气含量比例达到了31%到35%，昆虫体内呼吸系统的体积即使比较小也可以满足昆虫对氧气的需求，因此昆虫可以长得更大而不受供氧不足的限制”亚历山大·凯撒博士美国中西部大学基础科学部生理学学院空气中高浓度氧气增大了气压，从而利于氧气渗入虫体；2.5亿年左右地球氧气浓度降低，植物产生叶绿素；地球大气层中含氧量起伏不定；低氧环境引起很多物种灭绝。呼吸系统的功能给细胞和组织提供氧；消除内呼

3、吸产生的二氧化碳；与循环系统一起为飞行肌供氧。昆虫的呼吸系统是个开放式呼吸系统。昆虫的呼吸作用包括外呼吸和内呼吸。外呼吸包括O2的进入和CO2的排除，是昆虫体内气体的交换过程，是一个物理过程；内呼吸主要指的是氧与基质结合产生能量的过程，细胞内呼吸产生能量的过程，是一个化学过程。由于昆虫体躯结构不同、生活习性不同，呼吸方式也存在差异，主要呼吸方式有：体壁呼吸气管鳃呼吸和直肠鳃呼吸物理鳃呼吸（气泡和气膜呼吸）内寄生昆虫的特殊呼吸方式气管系统呼吸是昆虫主要的呼吸方式。昆虫横切面解剖图表示昆虫通过气管系统呼入空气一呼吸系统的基本构造和功能呼吸

4、系统包括气门和气管系统；气管系统由气管和微气管组成。起源:外胚层绝大多数昆虫通过气管组成的呼吸系统进行气体交换，气管在昆虫体内逐步分支形成完整的气管网络，并以气门开口于体壁，通过气门的开闭调节，使气管内气体交换能有序进行。气门位于昆虫的胸部和腹部，胸部位于侧板上，腹部位于背板两侧或侧膜上。通常有10对气门，胸2，腹8。（一）气门及其开闭机构1气门的分布类型1)多气门型(1)全气门式：10对有效气门，即中、后胸上各1，腹8。如蝗虫。(2)周气门式：9对有效气门，即中胸1，腹8。如鳞翅目幼虫；(3)半气门式：8对有效气门，即中胸1，腹7。

5、如蕈蚊科幼虫；2)寡气门型(1)两端气门式2对有效气门，即前胸1，第8腹节1，如蝇科幼虫；(2)后气门式1对有效气门，位于腹末最后一节，如蚊科幼虫；(3)前气门式1对有效门，位于前胸上。如蚊科的蛹；3)无气门型无有效气门或虽有气门但已封闭，如摇蚊幼虫和部分内寄生的幼虫昆虫。注意：在一些昆虫体内，前胸着生的1st气门是由中胸体节的气门演化而成。大多数的原尾目的Protura,弹尾目Collembola没有气管系统。（二）气门的结构气门是气管在体壁表面的开口及其附属的开闭机构。位置：身体的两侧，胸部位于侧板上，腹部位于背板两侧或侧膜上。原

6、始的气门仅是气管在体壁的开口，向内陷形成气门腔，外成为气门腔口，其上有硬化的骨片形成围气门片，没有开闭机构。气门一般都有开闭机构，控制气体的进出以及限制水分的过度蒸发。气门附近有气门腺，陆生昆虫其分泌物可提高吸附尘埃的效率，水生昆虫可分泌疏水性物质，使气门不致被水湿润或淹没。气门根据开闭机构，可分为外闭式气门和内闭式气门。1.外闭式气门结构开闭机构在气门腔口，包括一对唇形活瓣及垂叶，垂叶上着生闭肌。开闭机制当闭肌收缩时，将垂叶下拉，气门关闭。当闭肌舒张时，唇瓣依靠自身弹性张开，气门张开。2.内闭式气门1）构成筛板，细毛形成的过滤机构；

7、闭弓，气门腔壁骨化形成的半圆形弓；闭带，闭弓相对一侧的气门腔壁形成的柔软的内壁；闭杆，闭弓和闭带之间的骨片；闭肌，闭带和闭杆之间着生的肌肉；开肌，闭杆上着生的肌肉。筛板气门筛2）开闭机制闭肌收缩时，闭弓牵引闭带向对面推去，气管口关闭；闭肌松弛时，由于闭弓的弹性或者开肌的收缩，将闭带拉回，气管口开放。三）气管系统1.气管系统的一般结构昆虫的气管系统包括一定排列方式的管状气管和管径由大而小一再分支的支气管，以及分布于各组织间或细胞间的微气管。气管在体壁上的开口为气门，很多昆虫还有部分气管特化形成的气囊，可以加强通风换气。根据气管管径大小可

8、依次分为主气管、二级气管、三级气管和微气管。主气管二级气管三级气管微气管2.气管的结构和特性（1）气管的结构由外向内底膜气管管壁细胞层内膜内膜相当于体壁的表皮层，分内外两层。内层与体壁的上表皮相同，不含护蜡层；外层即原表