昆蟲的呼吸系統(tǒng)1PPT

1、 昆蟲的呼吸過程包括兩個環(huán)節(jié)昆蟲的呼吸過程包括兩個環(huán)節(jié) 外呼吸：外呼吸： 指昆蟲通過呼吸器官與外界環(huán)境之指昆蟲通過呼吸器官與外界環(huán)境之間進行氣體交換，即吸入氧氣和排出二氧化碳，是間進行氣體交換，即吸入氧氣和排出二氧化碳，是一個物理過程。一個物理過程。 內(nèi)呼吸：內(nèi)呼吸：指利用吸入的氧氣，氧化分解體內(nèi)的指利用吸入的氧氣，氧化分解體內(nèi)的能源物質(zhì)，產(chǎn)生高能化合物能源物質(zhì)，產(chǎn)生高能化合物ATPATP，是一個化學(xué)過，是一個化學(xué)過程。程。第十四章第十四章 昆蟲的呼吸系統(tǒng)昆蟲的呼吸系統(tǒng) ( respiratory system )一、氣管一、氣管( (trachea) )的組織的組織 氣管由外胚層內(nèi)陷而成氣管

2、由外胚層內(nèi)陷而成組織結(jié)構(gòu)組織結(jié)構(gòu)底膜底膜(basement membrane)管壁細胞層管壁細胞層(epithelium)內(nèi)膜內(nèi)膜(intima)第一節(jié)第一節(jié) 氣管系統(tǒng)氣管系統(tǒng)氣管系統(tǒng)氣管系統(tǒng)氣門氣門氣管、支氣管、微氣管氣管、支氣管、微氣管氣囊氣囊 螺旋絲（螺旋絲（taenidium）：）：內(nèi)膜局部加厚，可增強氣內(nèi)膜局部加厚，可增強氣管的強度、彈性，利于氣體交換。管的強度、彈性，利于氣體交換。二、氣管的分布和排列二、氣管的分布和排列氣門氣門（spiracle）氣門氣管氣門氣管( (spiracular trachea) )背氣管背氣管( (dorsal trachea) )腹氣管腹氣管( (v

3、entral trachea) )內(nèi)臟氣管內(nèi)臟氣管( (visceral trachea) ) 側(cè)縱干側(cè)縱干（lateral longitudinal trunk） 背縱干背縱干（dorsal longitudinal trunk） 腹縱干腹縱干（ventral longitudinal trunk） 內(nèi)臟縱干內(nèi)臟縱干（visceral longitudinal trunk） 背氣管連鎖背氣管連鎖（dorsal tracheal commissure） 腹氣管連鎖腹氣管連鎖（ventral tracheal commissure）昆蟲氣管分布模式圖昆蟲氣管分布模式圖體軀側(cè)面透射，示氣管干體軀側(cè)

4、面透射，示氣管干三、微氣管三、微氣管( (tracheole) ) 當昆蟲的氣管分枝當昆蟲的氣管分枝到直徑為到直徑為2-52-5m m時，伸時，伸入一個掌狀的端細胞入一個掌狀的端細胞( (end cell) )，由端細胞再，由端細胞再形成一組直徑形成一組直徑在在11m m以以下，末端封閉的微管下，末端封閉的微管微氣管，伸入組織內(nèi)或微氣管，伸入組織內(nèi)或細胞間，向各組織直接細胞間，向各組織直接輸送氧氣。輸送氧氣。 四、氣囊四、氣囊( (air sac) ) 氣囊是氣管的某些膨氣囊是氣管的某些膨大成囊狀，可被壓縮的部分大成囊狀，可被壓縮的部分 氣囊易被血壓或體軀氣囊易被血壓或體軀的彎曲壓縮或擴張的彎

5、曲壓縮或擴張( (無螺旋無螺旋絲絲) ) 通風(fēng)作用通風(fēng)作用增加浮力增加浮力促進血液循環(huán)促進血液循環(huán)利于器官膨大或縮小利于器官膨大或縮小功能功能五、氣門五、氣門( (spiraclespiracle或或stigmastigma) )及其開閉機制及其開閉機制( (一）氣門數(shù)目、分布形式一）氣門數(shù)目、分布形式 1. 1. 多氣門型多氣門型: : 至少具有至少具有8 8對有效的氣門對有效的氣門 全氣門式（全氣門式（holopneustic）：）：1010對有效氣門對有效氣門周氣門式（周氣門式（peripneusticperipneustic） 9 9 對有效氣門（家蠶）對有效氣門（家蠶） 半氣門式（半

6、氣門式（hemipneustic） 8 8對有效氣門（蕈蚊幼蟲）對有效氣門（蕈蚊幼蟲）2. 2. 寡氣門型：具寡氣門型：具1 12 2對有效對有效 氣門氣門 兩端氣門式兩端氣門式(amphipneustic(amphipneustic） 2 2對有效氣門（蠅蛆）對有效氣門（蠅蛆）后氣門式（后氣門式（metapneustic）：）： 1 1對有效氣門（孓孓）對有效氣門（孓孓）前氣門式（前氣門式（propneustic）：）： 1 1對有效氣門（蚊蛹）對有效氣門（蚊蛹） 3. 3. 無氣門型（無氣門型（apneusticapneustic）：無有效的氣門）：無有效的氣門（二）（二）氣門的結(jié)構(gòu)氣門的

7、結(jié)構(gòu) 最簡單的氣門僅是氣管最簡單的氣門僅是氣管在體壁上的一個開口，稱氣在體壁上的一個開口，稱氣管口管口( (tracheal orifice) )，它，它是體壁內(nèi)陷形成氣管后留下是體壁內(nèi)陷形成氣管后留下的原始孔。的原始孔。 氣門腔氣門腔( (atrium) ) 氣門腔口氣門腔口( (atrial orifice) ) 圍氣門片圍氣門片( (peritreme) )（三）氣門的開閉機構(gòu)三）氣門的開閉機構(gòu)( (closing apparatus) ) (1) (1)外閉式氣門：外閉式氣門： 關(guān)閉氣門腔口，如蝗蟲關(guān)閉氣門腔口，如蝗蟲1 1對唇形瓣對唇形瓣垂葉垂葉閉肌閉肌(2)(2)內(nèi)閉式氣門：內(nèi)閉式

8、氣門： 在氣門腔口，往往能見到被稱為篩板的密生細在氣門腔口，往往能見到被稱為篩板的密生細毛的刷狀過濾結(jié)構(gòu)毛的刷狀過濾結(jié)構(gòu)( (filter apparatus) )。 氣門腺氣門腺( (spiracular gland) ) ：氣門腺主要存在：氣門腺主要存在于水棲昆蟲中，用以在氣門表面分泌一層疏水性的于水棲昆蟲中，用以在氣門表面分泌一層疏水性的物質(zhì)，便于呼吸。物質(zhì)，便于呼吸。內(nèi)閉式氣門：關(guān)閉氣管口內(nèi)閉式氣門：關(guān)閉氣管口開閉機構(gòu)開閉機構(gòu)a. 閉弓閉弓( (closing bow) )b. b. 閉帶閉帶( (closing valve) )c. c. 閉肌閉肌( (occlusor muscle

9、) )d. d. 開肌開肌( (dilator muscle) )。 第三節(jié)第三節(jié) 氣管系統(tǒng)的呼吸機制和控制氣管系統(tǒng)的呼吸機制和控制氣體擴散氣體擴散濃度梯度濃度梯度氣流壓力梯度氣流壓力梯度一、氣體的擴散一、氣體的擴散 體軀較小或行動緩慢的昆蟲，單靠氣體的擴散體軀較小或行動緩慢的昆蟲，單靠氣體的擴散作用就能夠滿足呼吸的需要。作用就能夠滿足呼吸的需要。通風(fēng)通風(fēng)擴散擴散氣體在氣管里的傳送氣體在氣管里的傳送二、通風(fēng)作用二、通風(fēng)作用 行動活潑和飛行的昆蟲，除氣體擴散作用外，行動活潑和飛行的昆蟲，除氣體擴散作用外，還需要有通風(fēng)作用來保證氧的迅速供應(yīng)，并盡快地還需要有通風(fēng)作用來保證氧的迅速供應(yīng)，并盡快地排除

10、體內(nèi)產(chǎn)生的二氧化碳。排除體內(nèi)產(chǎn)生的二氧化碳。 為了有效地進行通風(fēng)作用，氣管系統(tǒng)產(chǎn)生了兩為了有效地進行通風(fēng)作用，氣管系統(tǒng)產(chǎn)生了兩種適應(yīng)結(jié)構(gòu)：種適應(yīng)結(jié)構(gòu)： （1 1）氣管本身具有伸縮性）氣管本身具有伸縮性 （2 2）氣囊可被血壓或體軀彎曲等壓縮，表現(xiàn)）氣囊可被血壓或體軀彎曲等壓縮，表現(xiàn)出風(fēng)箱作用。出風(fēng)箱作用。 昆蟲體軀的收縮運動是產(chǎn)生通風(fēng)作用的主要昆蟲體軀的收縮運動是產(chǎn)生通風(fēng)作用的主要原因，這種體軀的收縮運動也可稱為呼吸運動。原因，這種體軀的收縮運動也可稱為呼吸運動。a. a. 僅背板運動：鞘、半翅目僅背板運動：鞘、半翅目b. b. 背板和腹板同時運動：蝗蟲背板和腹板同時運動：蝗蟲c. c. 左右

11、和上下壓縮同時進行：鱗、脈翅目左右和上下壓縮同時進行：鱗、脈翅目d. d. 沿腹部長軸伸縮：雙翅目、蜜蜂沿腹部長軸伸縮：雙翅目、蜜蜂呼吸運動：呼吸運動：二、微氣管中的呼吸機制二、微氣管中的呼吸機制 昆蟲呼吸所需氧氣，大都是通過微氣管擴散進昆蟲呼吸所需氧氣，大都是通過微氣管擴散進組織和細胞中去的。組織和細胞中去的。微氣管空氣擴散管外微氣管空氣擴散管外進行氣體交換進行氣體交換組織活動組織活動產(chǎn)生代謝物產(chǎn)生代謝物組織液的滲透壓升高組織液的滲透壓升高微氣管末端的液體進入組織微氣管末端的液體進入組織組織停止活動組織停止活動代謝產(chǎn)物氧化代謝產(chǎn)物氧化組織液的滲透壓下降組織液的滲透壓下降微氣管末端重新充滿液體微氣管末端重新充滿液體 COCO2 2排出速度是氧氣吸入速度的排出速度是氧氣吸入速度的3535倍（原倍（原因：大氣中因：大氣中COCO2 2分壓低）。分壓低）。COCO2 2排出（擴散）排出（擴散）體壁體壁氣管系統(tǒng)氣管系統(tǒng)氣管中氣流方向氣管中氣流方向蝗蝗 蟲：前蟲：前竹節(jié)蟲：后竹節(jié)蟲：后前前4 4對進氣對進氣后后6 6對排對排氣氣胸部氣門排氣胸部氣門排氣腹部氣門吸氣腹部氣門吸氣后后前前三、氣門開閉的調(diào)控三、氣門開閉的調(diào)控 為了減少水分的蒸發(fā)，昆蟲在正常呼吸過程中為了減少水分的蒸發(fā)，昆蟲在正常呼吸過程中總是盡量減少氣門開啟。總是盡量減少氣門開啟。 二氧化碳：間歇式暴發(fā)釋