昆蟲的呼吸系統(tǒng)1

昆蟲的呼吸過程包括兩個(gè)環(huán)節(jié)

外呼吸：指昆蟲通過呼吸器官與外界環(huán)境之間進(jìn)行氣體交換，即吸入氧氣和排出二氧化碳，是一個(gè)物理過程。

內(nèi)呼吸：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—ATP，是一個(gè)化學(xué)過程。第十四章昆蟲的呼吸系統(tǒng)

(respiratorysystem)當(dāng)前1頁，總共25頁。一、氣管(trachea)的組織

氣管由外胚層內(nèi)陷而成組織結(jié)構(gòu){底膜(basementmembrane)管壁細(xì)胞層(epithelium)內(nèi)膜(intima)第一節(jié)氣管系統(tǒng){氣管系統(tǒng)氣門氣管、支氣管、微氣管

氣囊當(dāng)前2頁，總共25頁。

螺旋絲（taenidium）：內(nèi)膜局部加厚，可增強(qiáng)氣管的強(qiáng)度、彈性，利于氣體交換。當(dāng)前3頁，總共25頁。二、氣管的分布和排列氣門（spiracle）

氣門氣管(spiraculartrachea)

背氣管(dorsaltrachea)

腹氣管(ventraltrachea)

內(nèi)臟氣管(visceraltrachea)

側(cè)縱干（laterallongitudinaltrunk）

背縱干（dorsallongitudinaltrunk）

腹縱干（ventrallongitudinaltrunk）

內(nèi)臟縱干（viscerallongitudinaltrunk）

背氣管連鎖（dorsaltrachealcommissure）

腹氣管連鎖（ventraltrachealcommissure）當(dāng)前4頁，總共25頁。◆昆蟲氣管分布模式圖◆體軀側(cè)面透射，示氣管干當(dāng)前5頁，總共25頁。三、微氣管(tracheole)

當(dāng)昆蟲的氣管分枝到直徑為2-5μm時(shí)，伸入一個(gè)掌狀的端細(xì)胞(endcell)，由端細(xì)胞再形成一組直徑在1μm以下，末端封閉的微管—微氣管，伸入組織內(nèi)或細(xì)胞間，向各組織直接輸送氧氣。當(dāng)前6頁，總共25頁。

四、氣囊(airsac)

氣囊是氣管的某些膨大成囊狀，可被壓縮的部分

氣囊易被血壓或體軀的彎曲壓縮或擴(kuò)張(無螺旋絲)

通風(fēng)作用增加浮力促進(jìn)血液循環(huán)利于器官膨大或縮小功能當(dāng)前7頁，總共25頁。五、氣門(spiracle或stigma)及其開閉機(jī)制

(一）氣門數(shù)目、分布形式

1.多氣門型:至少具有8對(duì)有效的氣門

全氣門式（holopneustic）：10對(duì)有效氣門周氣門式（peripneustic）9對(duì)有效氣門（家蠶）當(dāng)前8頁，總共25頁。半氣門式（hemipneustic）8對(duì)有效氣門（蕈蚊幼蟲）當(dāng)前9頁，總共25頁。2.寡氣門型：具1—2對(duì)有效氣門

兩端氣門式(amphipneustic）

2對(duì)有效氣門（蠅蛆）當(dāng)前10頁，總共25頁。后氣門式（metapneustic）：

1對(duì)有效氣門（孓孓）當(dāng)前11頁，總共25頁。前氣門式（propneustic）：

1對(duì)有效氣門（蚊蛹）

3.無氣門型（apneustic）：無有效的氣門當(dāng)前12頁，總共25頁。（二）氣門的結(jié)構(gòu)最簡單的氣門僅是氣管在體壁上的一個(gè)開口，稱氣管口(trachealorifice)，它是體壁內(nèi)陷形成氣管后留下的原始孔。當(dāng)前13頁，總共25頁。

氣門腔(atrium)氣門腔口(atrialorifice)圍氣門片(peritreme)當(dāng)前14頁，總共25頁。（三）氣門的開閉機(jī)構(gòu)(closingapparatus)(1)外閉式氣門：關(guān)閉氣門腔口，如蝗蟲1對(duì)唇形瓣垂葉閉肌當(dāng)前15頁，總共25頁。(2)內(nèi)閉式氣門：

在氣門腔口，往往能見到被稱為篩板的密生細(xì)毛的刷狀過濾結(jié)構(gòu)(filterapparatus)。

氣門腺(spiraculargland)：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物質(zhì)，便于呼吸。當(dāng)前16頁，總共25頁。內(nèi)閉式氣門：關(guān)閉氣管口

開閉機(jī)構(gòu)a.閉弓(closingbow)b.閉帶(closingvalve)c.閉肌(occlusormuscle)d.開肌(dilatormuscle)。當(dāng)前17頁，總共25頁。當(dāng)前18頁，總共25頁。

第三節(jié)氣管系統(tǒng)的呼吸機(jī)制和控制氣體擴(kuò)散{濃度梯度氣流壓力梯度一、氣體的擴(kuò)散

體軀較小或行動(dòng)緩慢的昆蟲，單靠氣體的擴(kuò)散作用就能夠滿足呼吸的需要。通風(fēng)擴(kuò)散{氣體在氣管里的傳送當(dāng)前19頁，總共25頁。二、通風(fēng)作用

行動(dòng)活潑和飛行的昆蟲，除氣體擴(kuò)散作用外，還需要有通風(fēng)作用來保證氧的迅速供應(yīng)，并盡快地排除體內(nèi)產(chǎn)生的二氧化碳。當(dāng)前20頁，總共25頁。

為了有效地進(jìn)行通風(fēng)作用，氣管系統(tǒng)產(chǎn)生了兩種適應(yīng)結(jié)構(gòu)：（1）氣管本身具有伸縮性（2）氣囊可被血壓或體軀彎曲等壓縮，表現(xiàn)出風(fēng)箱作用。昆蟲體軀的收縮運(yùn)動(dòng)是產(chǎn)生通風(fēng)作用的主要原因，這種體軀的收縮運(yùn)動(dòng)也可稱為呼吸運(yùn)動(dòng)。當(dāng)前21頁，總共25頁。a.僅背板運(yùn)動(dòng)：鞘、半翅目b.背板和腹板同時(shí)運(yùn)動(dòng)：蝗蟲c.左右和上下壓縮同時(shí)進(jìn)行：鱗、脈翅目d.沿腹部長軸伸縮：雙翅目、蜜蜂呼吸運(yùn)動(dòng)：當(dāng)前22頁，總共25頁。二、微氣管中的呼吸機(jī)制

昆蟲呼吸所需氧氣，大都是通過微氣管擴(kuò)散進(jìn)組織和細(xì)胞中去的。微氣管空氣擴(kuò)散管外進(jìn)行氣體交換組織活動(dòng)↓產(chǎn)生代謝物↓組織液的滲透壓升高↓微氣管末端的液體進(jìn)入組織↓↓↓↓組織停止活動(dòng)代謝產(chǎn)物氧化組織液的滲透壓下降微氣管末端重新充滿液體當(dāng)前23頁，總共25頁。

CO2排出速度是氧氣吸入速度的35倍（原因：大氣中CO2分壓低）。{CO2排出（擴(kuò)散）體壁氣管系統(tǒng)氣管中氣流方向蝗蟲：前竹節(jié)蟲：后前4對(duì)進(jìn)氣后6對(duì)排氣胸部氣門排氣腹部氣門吸氣后前當(dāng)前24頁，總共25頁。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總是盡量