昆蟲的呼吸系統(tǒng)課件

1、第一節(jié) 昆蟲的呼吸方式體壁呼吸：如彈尾目。 氣管鰓呼吸：如蜉蝣氣管鰓、蜻蜓直腸鰓。 氣泡和氣膜呼吸：如龍虱。 氣門和氣管呼吸：大多數(shù)陸棲昆蟲。 寄生性昆蟲的呼吸：如小蜂、寄生蠅。 由于昆蟲體軀結(jié)構(gòu)和生活習(xí)性不同，其呼吸方式也就不同，但主要呼吸方式是氣管呼吸。常見的呼吸方式有：氣管鰓直腸呼吸鰓肛門水流AB .蜉蝣的 氣管鰓 .蜻蜓的 直腸鰓 第一節(jié) 昆蟲的呼吸方式體壁呼吸：如彈尾目。 由于昆蟲體軀第二節(jié) 氣管系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能 從解剖學(xué)角度看，氣管系統(tǒng)由外向內(nèi)主要由由氣門、氣管、微氣管等組成。 氣門氣管在蟲體兩側(cè)體壁上的開口。 氣管分粗細(xì)不等的主氣管、支氣管。 氣囊氣管的局部膨大部分。 微氣管氣管

2、分支末端伸入組織的微細(xì)盲管。2.1 氣管系統(tǒng)的組成 對(duì)占絕大多數(shù)昆蟲種類的陸生昆蟲來(lái)說(shuō)，其呼吸系統(tǒng)亦即氣管系統(tǒng)。第二節(jié) 氣管系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能 從解剖學(xué)角度看，2.2 氣 門氣門的分布【多氣門型】 全氣門式具10對(duì)有效氣門，在中、后胸上各1對(duì)，腹部第18節(jié)各1對(duì)。如蝗蟲。 周氣門式具9對(duì)有效氣門，即中胸1對(duì)，腹部第18節(jié)各1對(duì)。如鱗翅目幼蟲。 半氣門式具8對(duì)有效氣門，即中胸1對(duì)，腹部第17節(jié)各1對(duì)。如蕈蚊科幼蟲。 2.2 氣 門氣門的分布【多氣門型】 全氣門式具1【寡氣門型】【無(wú)氣門型】 兩端氣門式具2對(duì)有效氣門，分別位于前胸和第8腹節(jié)上。如蠅科幼蟲。 后氣門式僅具1對(duì)有效氣門，位于腹部最末一個(gè)

3、體節(jié)上。如蚊科幼蟲。 前氣門式僅具1對(duì)有效氣門，位于前胸上。如蚊科的蛹。 無(wú)有效氣門或雖有氣門但已封閉。如搖蚊科幼蟲和部分營(yíng)內(nèi)寄生昆蟲的幼蟲?！竟褮忾T型】【無(wú)氣門型】 兩端氣門式具2對(duì)有效氣門，分 結(jié)構(gòu): 唇瓣、垂葉和閉肌。 開閉：閉肌收縮時(shí)，垂葉向下拉，兩唇瓣閉合，氣門關(guān)閉；閉肌松馳時(shí)，兩唇瓣張開，氣門開啟。 結(jié)構(gòu)：篩板、閉弓、閉帶、閉桿、閉肌和開肌。 開閉：閉肌收縮時(shí)，閉弓牽動(dòng)閉帶推向?qū)γ?，將氣管口關(guān)閉；閉肌松馳時(shí)，由于閉弓的彈性或開肌收縮，將閉帶拉回，而使氣管開放。氣門的構(gòu)造和類型【外閉式氣門】【內(nèi)閉式氣門】2.2 氣 門 結(jié)構(gòu): 唇瓣、垂葉和閉肌。 結(jié)構(gòu)：篩板、閉弓、閉帶、 【組織結(jié)構(gòu)

4、】 由外胚層內(nèi)陷形成，因而與體壁構(gòu)造相同、但層次相反。由外向內(nèi)由底膜、管壁細(xì)胞和內(nèi)膜組成。內(nèi)膜通常局部加厚形成螺旋絲，以增強(qiáng)氣管的韌性。 【構(gòu)造特點(diǎn)】 相當(dāng)于體壁表皮層的內(nèi)膜脫皮時(shí)作為“蛻”脫掉；內(nèi)膜因無(wú)蠟質(zhì)層存在，因而是蟲體失水的重要部位。 【功能】 氣體交換的通道；通風(fēng)作用。2.3 氣 管氣管的組成及特點(diǎn) 【組織結(jié)構(gòu)】 由外胚層內(nèi)陷形成，因而與體壁構(gòu)造相同、氣管的分布和排列 第二節(jié) 氣管系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能消化道背膈背血管背板背氣管內(nèi)臟氣管氣門氣管腹氣管氣門腹神經(jīng)索腹膈腹板背血管背縱干側(cè)縱干消化道內(nèi)臟縱干腹縱干腹神經(jīng)索背縱干側(cè)縱干氣門內(nèi)臟縱干腹縱干【縱向排列】連接所有氣門氣管的側(cè)縱氣管干，連接

5、背氣管的背縱氣管干，連接腹氣管的腹縱氣管干，連接內(nèi)臟氣管的內(nèi)臟縱氣管干?！緳M向分布】伸向背面的背氣管，伸向腹面的腹氣管，伸向中央的內(nèi)臟氣管。2.3 氣 管氣管的分布和排列 第二節(jié) 氣管系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能消化道背膈2.4 微氣管和氣囊 微氣管是由氣管頂端的掌狀細(xì)胞發(fā)出的原生質(zhì)絲（直徑1微米以下）形成的盲管。微氣管的通透性很強(qiáng)，可深入到組織內(nèi)或細(xì)胞表面（象手指按壓氣球一樣），直接與代謝組織進(jìn)行氣體交換。深入到肌肉中的微氣管肌肉支氣管端細(xì)胞液體柱部分空氣柱部分支氣管微氣管2.4 微氣管和氣囊 微氣管是由氣管頂端的掌狀細(xì)胞發(fā)出的原氣囊是氣管或支氣管局部膨大形成的囊狀構(gòu)造。質(zhì)薄而軟; 無(wú)明顯的螺旋絲，可以

6、借血壓的變化或體軀的伸縮而脹縮。主要功能是增加氣管內(nèi)的通風(fēng)作用; 增加浮力; 促進(jìn)血液循環(huán)。在飛翔力強(qiáng)的昆蟲中氣囊尤為發(fā)達(dá)。蜜 蜂 工 蜂 體 內(nèi) 發(fā) 達(dá) 的 氣 囊氣囊氣囊是氣管或支氣管局部膨大形成的囊狀構(gòu)造。質(zhì)薄而軟; 無(wú)明第三節(jié) 氣管系統(tǒng)的呼吸機(jī)制 氣體交換包括大氣與氣管間、微氣管與代謝組織間的擴(kuò)散作用、氣管和氣囊的通風(fēng)作用和氣門開閉的調(diào)控作用。.1 氣體擴(kuò)散機(jī)制擴(kuò)散作用的部位： 大氣 氣管 微氣管 呼吸組織 擴(kuò)散作用的機(jī)制： 氣體分壓差：O2管外管內(nèi) CO2管外管內(nèi) 滲透壓：微氣管的通透性及管內(nèi)液體與組織液滲透壓的變化第三節(jié) 氣管系統(tǒng)的呼吸機(jī)制 氣體交換包括大氣與氣管間、微氣 昆蟲在劇

7、烈運(yùn)動(dòng)（如飛翔活動(dòng)）時(shí)，體內(nèi)的代謝活動(dòng)也十分旺盛，這時(shí)單靠擴(kuò)散作用不能滿足氧的供應(yīng)，因此必須借助氣囊的通風(fēng)作用來(lái)提高換氣運(yùn)動(dòng)的效率。體軀的伸縮、血壓的變化等，都會(huì)引起氣囊的脹縮。 氣門的開閉起著調(diào)節(jié)氣體流量的作用。昆蟲在不同活動(dòng)狀態(tài)下，氣門開啟與否以及開啟程度、開放時(shí)間是不同的。通常情況下，許多昆蟲多數(shù)體節(jié)上的氣門是關(guān)閉的，以減少體內(nèi)水分的散失；只有當(dāng)劇烈活動(dòng)時(shí)才將氣門打開。. 氣管通風(fēng)機(jī)制. 氣門控制機(jī)制 昆蟲在劇烈運(yùn)動(dòng)（如飛翔活動(dòng)）時(shí)，體內(nèi)的代謝活動(dòng)也十分旺盛昆蟲在靜息狀態(tài)下，微氣管末端充滿液體，進(jìn)入氣管內(nèi)的氣體只能到達(dá)液面，而不能進(jìn)入微氣管的末端。當(dāng)組織活動(dòng)（如肌肉收縮）時(shí)，由于代謝產(chǎn)物

8、（如乳酸）增多，因而提高了微氣管周圍液體的滲透壓，促使微氣管內(nèi)的液體向外滲透，氣管內(nèi)的氣體之到達(dá)微氣管的末端，進(jìn)而擴(kuò)散到呼吸代謝組織。代謝產(chǎn)物被氧化分解后，血液的滲透壓恢復(fù)，微氣管末端又重新充滿液體。 CO2的排除與O2的吸入一樣，也是靠擴(kuò)散作用。因大氣中CO2分壓比蟲體內(nèi)低，所以CO2除通過(guò)氣管系統(tǒng)排除外，還可通過(guò)體壁擴(kuò)散到體外。. 氣體交換過(guò)程昆蟲在靜息狀態(tài)下，微氣管末端充滿液體，進(jìn)入氣管內(nèi)的氣體只能第四節(jié) 呼吸代謝和能量供應(yīng) 呼吸代謝是動(dòng)物通過(guò)對(duì)能源物質(zhì)的氧化，為肌體提供生命活動(dòng)所需能量的過(guò)程。這些能量一部分作為熱能散失，另一部分以高能磷酸化合物（ATP）的形式貯存起來(lái)。以后當(dāng)高能化合物

9、分解時(shí)，把貯存的能量釋放出來(lái)，供生命活動(dòng)使用。能 源 物 質(zhì)合成代謝分解代謝食 物 中 的 營(yíng) 養(yǎng)脂肪體能 量熱能散失生命活動(dòng)第四節(jié) 呼吸代謝和能量供應(yīng) 呼吸代謝是動(dòng)物通過(guò)對(duì)能源物.能源物質(zhì)及其代謝生物用以氧化產(chǎn)生能量的化合物稱為能源物質(zhì)。這些物質(zhì)主要包括碳水化合物、脂肪和氨基酸。不同昆蟲、昆蟲的不同組織，以及不同生理狀態(tài)下的昆蟲，常利用不同的能源物質(zhì)。如蜜蜂和麗蠅主要利用糖，蝗蟲和蛾類飛行中主要利用脂肪，馬鈴薯葉甲等以脯氨酸作為飛行時(shí)的燃料化合物。 昆蟲在呼吸代謝活動(dòng)中，自體內(nèi)釋放出的二氧化碳與所消耗的氧的體積之比（CO2O2），稱為呼吸系數(shù)或呼吸商（respiratory quotient

10、，RQ）。呼吸系數(shù)?？煞从炒x物的性質(zhì)，如葡萄糖、蛋白質(zhì)、脂肪完全被氧化后，呼吸系數(shù)的理論值分別為RQ1、RQ0.8、RQ0.7。而昆蟲的呼吸代謝率（呼吸強(qiáng)度）是指單位體重在單位時(shí)間內(nèi)的耗氧量（cm3O2 /g體重/h ）。 .能源物質(zhì)及其代謝生物用以氧化產(chǎn)生能量的化合物稱為能源脂肪酸的代謝 脂肪酸作為能源物質(zhì)時(shí)，一般先活化成脂酰，再轉(zhuǎn)入線粒體，經(jīng)氧化生成乙酰后，進(jìn)入三羧酸循環(huán)。氨基酸的代謝 昆蟲一般不利用氨基酸作為能源物質(zhì)。蟲體內(nèi)的氨基酸主要通過(guò)轉(zhuǎn)氨作用生成各種酮酸，為三羧酸循環(huán)提供代謝中間體，啟動(dòng)丙酮酸的徹底氧化。碳水化合物的代謝 正常情況下，昆蟲體內(nèi)消耗的主要是糖類。 碳水化合物的氧化代

11、謝包括在細(xì)胞質(zhì)中的糖酵解和在線粒體中的三羧酸循環(huán)。.能源物質(zhì)及其代謝脂肪酸的代謝 氨基酸的代謝 碳水化合物的代謝 .2 呼吸代謝的能量供應(yīng)和轉(zhuǎn)移 能源物質(zhì)分解產(chǎn)生的能量，除少部分作為熱量散發(fā)外，多以化學(xué)能貯存于高能磷酸化合物中，并在需要時(shí)，以適宜的形式為機(jī)體提供各種能量。如物質(zhì)代謝中底物的活化、酶的激活、主動(dòng)運(yùn)輸?shù)碾x子泵、肌肉的機(jī)械運(yùn)動(dòng)等，大多是利用ATP的磷酸化過(guò)程。 昆蟲肌肉中的ATP最初是由能源物質(zhì)氧化代謝產(chǎn)生的，能源物質(zhì)（如糖原）可少量存在于肌肉細(xì)胞。因此，飛行肌中的能源物質(zhì)只能支持短期飛行，長(zhǎng)期飛行所需的能源主要由血淋巴、脂肪體和腸壁細(xì)胞等以海藻糖、甘油二酯和氨基酸的形式運(yùn)輸供應(yīng)。血

12、淋巴中可貯存一定的氨基酸和海藻糖；腸壁細(xì)胞可貯存一定的糖原，并能吸收轉(zhuǎn)移各種能源物質(zhì)；脂肪體是物質(zhì)代謝的重要場(chǎng)所，可將各種單糖、氨基酸轉(zhuǎn)變成葡萄糖，以合成海藻糖維持血淋巴中血糖的含量，也可合成糖原，或通過(guò)代謝轉(zhuǎn)換合成甘油三酯進(jìn)行貯存。當(dāng)肌肉劇烈活動(dòng)時(shí)，貯存的糖原和甘油三酯可迅速轉(zhuǎn)化成海藻糖和甘油二酯，并釋放到血淋巴中，以滿足昆蟲活動(dòng)所需。.2 呼吸代謝的能量供應(yīng)和轉(zhuǎn)移 能源物質(zhì)分解產(chǎn)生的能.2 殺蟲劑與呼吸代謝的關(guān)系 呼吸代謝是有機(jī)體生命活動(dòng)能量的源泉，阻斷呼吸代謝和能量供應(yīng)，常會(huì)導(dǎo)致機(jī)體迅速死亡。因此，在動(dòng)物毒劑中，以作用于神經(jīng)系統(tǒng)的神經(jīng)毒劑和作用于呼吸系統(tǒng)的呼吸毒劑的致死速度最快。 在呼吸毒劑中，有的能阻斷能源物質(zhì)的氧化代謝，有的能阻止呼吸鏈電子傳遞，有的直接阻斷偶聯(lián)磷酸化，使電子傳遞過(guò)程中釋放的能量不能生成ATP。此外，一些礦物油制劑可封閉昆蟲的氣門，通過(guò)阻斷氣體交換來(lái)殺死害蟲。.2 殺蟲劑與呼吸代謝的關(guān)系 呼吸代謝是有機(jī)體生命活動(dòng) 影響呼吸商 如有機(jī)磷和除蟲菊酯類神經(jīng)毒劑，昆蟲中毒初期吸O2