昆蟲的呼吸系統(tǒng)

1、昆蟲的呼吸系統(tǒng)第1頁(yè)，共25頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)34分，星期三一、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(basement membrane)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、微氣管氣囊第2頁(yè)，共25頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)34分，星期三 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。第3頁(yè)，共25頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)34分，星期三二、氣管的分布和排列氣門（spiracle）氣門氣管(spiracular trachea)背氣管(dor

2、sal trachea)腹氣管(ventral trachea)內(nèi)臟氣管(visceral trachea) 側(cè)縱干（lateral longitudinal trunk） 背縱干（dorsal longitudinal trunk） 腹縱干（ventral longitudinal trunk） 內(nèi)臟縱干（visceral longitudinal trunk） 背氣管連鎖（dorsal tracheal commissure） 腹氣管連鎖（ventral tracheal commissure）第4頁(yè)，共25頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)34分，星期三昆蟲氣管分布模式圖體軀側(cè)面透射，示

3、氣管干第5頁(yè)，共25頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)34分，星期三三、微氣管(tracheole) 當(dāng)昆蟲的氣管分枝到直徑為2-5m時(shí)，伸入一個(gè)掌狀的端細(xì)胞(end cell)，由端細(xì)胞再形成一組直徑在1m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。第6頁(yè)，共25頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)34分，星期三 四、氣囊(air sac) 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(wú)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第7頁(yè)，共25頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)34分，星期三五、氣門(spiracle

4、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）第8頁(yè)，共25頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)34分，星期三 半氣門式（hemipneustic） 8對(duì)有效氣門（蕈蚊幼蟲）第9頁(yè)，共25頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)34分，星期三2. 寡氣門型：具12對(duì)有效 氣門 兩端氣門式(amphipneustic） 2對(duì)有效氣門（蠅蛆）第10頁(yè)，共25頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)34分，星期三后氣門式（metapneustic）： 1

5、對(duì)有效氣門（孓孓）第11頁(yè)，共25頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)34分，星期三前氣門式（propneustic）： 1對(duì)有效氣門（蚊蛹） 3. 無(wú)氣門型（apneustic）：無(wú)有效的氣門第12頁(yè)，共25頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)34分，星期三（二）氣門的結(jié)構(gòu) 最簡(jiǎn)單的氣門僅是氣管在體壁上的一個(gè)開口，稱氣管口(tracheal orifice)，它是體壁內(nèi)陷形成氣管后留下的原始孔。第13頁(yè)，共25頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)34分，星期三 氣門腔(atrium) 氣門腔口(atrial orifice) 圍氣門片(peritreme)第14頁(yè)，共25頁(yè)，2022年，5月20日

6、，17點(diǎn)34分，星期三（三）氣門的開閉機(jī)構(gòu)(closing apparatus) (1)外閉式氣門： 關(guān)閉氣門腔口，如蝗蟲1對(duì)唇形瓣垂葉閉肌第15頁(yè)，共25頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)34分，星期三(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(guò)濾結(jié)構(gòu)(filter apparatus)。 氣門腺(spiracular gland) ：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。第16頁(yè)，共25頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)34分，星期三內(nèi)閉式氣門：關(guān)閉氣管口開閉機(jī)構(gòu)a. 閉弓(closing bow)b. 閉帶(closing v

7、alve)c. 閉肌(occlusor muscle)d. 開肌(dilator muscle)。第17頁(yè)，共25頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)34分，星期三第18頁(yè)，共25頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)34分，星期三 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第19頁(yè)，共25頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)34分，星期三二、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(lái)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。第20頁(yè)，共25頁(yè)

8、，2022年，5月20日，17點(diǎn)34分，星期三 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)。第21頁(yè)，共25頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)34分，星期三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(zhǎng)軸伸縮：雙翅目、蜜蜂呼吸運(yùn)動(dòng)：第22頁(yè)，共25頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)34分，星期三二、微氣管中的呼吸機(jī)制 昆蟲呼吸所需氧氣，大都是通過(guò)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第23頁(yè)，共25頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)34分，星期三 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第24頁(yè)，共25頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)34分，星期三三、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(guò)程中總是盡量減少氣門開