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盲管。2.1 氣管系統(tǒng)的組成 對占絕大多數(shù)昆蟲種類的陸生昆蟲來說，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對有效氣門，在中、后胸上各1對，腹部第18節(jié)各1對。如蝗蟲。 周氣門式具9對有效氣門，即中胸1對，腹部第18節(jié)各1對。如鱗翅目幼蟲。 半氣門式具8對有效氣門，即中胸1對，腹部第17節(jié)各1對。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】【無氣門型】 兩端氣門式具2對有效氣門，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對有效氣門，位于腹部最末一個

3、體節(jié)上。如蚊科幼蟲。 前氣門式僅具1對有效氣門，位于前胸上。如蚊科的蛹。 無有效氣門或雖有氣門但已封閉。如搖蚊科幼蟲和部分營內(nèi)寄生昆蟲的幼蟲?！竟褮忾T型】【無氣門型】 兩端氣門式具2對有效氣門，分 結(jié)構(gòu): 唇瓣、垂葉和閉肌。 開閉：閉肌收縮時，垂葉向下拉，兩唇瓣閉合，氣門關(guān)閉；閉肌松馳時，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，閉弓牽動閉帶推向?qū)γ?，將氣管口關(guān)閉；閉肌松馳時，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、管壁細胞和內(nèi)膜組成。內(nèi)膜通常局部加厚形成螺旋絲，以增強氣管的韌性。 【構(gòu)造特點】 相當(dāng)于體壁表皮層的內(nèi)膜脫皮時作為“蛻”脫掉；內(nèi)膜因無蠟質(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 【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。【橫向分布】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，可深入到組織內(nèi)或細胞表面（象手指按壓氣球一樣），直接與代謝組織進行氣體交換。深入到肌肉中的微氣管肌肉支氣管端細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; 促進血液循環(huán)。在飛翔力強的昆蟲中氣囊尤為發(fā)達。蜜 蜂 工 蜂 體 內(nèi) 發(fā) 達 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; 無明第三節(jié) 氣管系統(tǒng)的呼吸機制 氣體交換包括大氣與氣管間、微氣管與代謝組織間的擴散作用、氣管和氣囊的通風(fēng)作用和氣門開閉的調(diào)控作用。.1 氣體擴散機制擴散作用的部位： 大氣 氣管 微氣管 呼吸組織 擴散作用的機制： 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)的呼吸機制 氣體交換包括大氣與氣管間、微氣 昆蟲在劇

7、烈運動（如飛翔活動）時，體內(nèi)的代謝活動也十分旺盛，這時單靠擴散作用不能滿足氧的供應(yīng)，因此必須借助氣囊的通風(fēng)作用來提高換氣運動的效率。體軀的伸縮、血壓的變化等，都會引起氣囊的脹縮。 氣門的開閉起著調(diào)節(jié)氣體流量的作用。昆蟲在不同活動狀態(tài)下，氣門開啟與否以及開啟程度、開放時間是不同的。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)劇烈活動時才將氣門打開。. 氣管通風(fēng)機制. 氣門控制機制 昆蟲在劇烈運動（如飛翔活動）時，體內(nèi)的代謝活動也十分旺盛昆蟲在靜息狀態(tài)下，微氣管末端充滿液體，進入氣管內(nèi)的氣體只能到達液面，而不能進入微氣管的末端。當(dāng)組織活動（如肌肉收縮）時，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)的氣體之到達微氣管的末端，進而擴散到呼吸代謝組織。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，也是靠擴散作用。因大氣中CO2分壓比蟲體內(nèi)低，所以CO2除通過氣管系統(tǒng)排除外，還可通過體壁擴散到體外。. 氣體交換過程昆蟲在靜息狀態(tài)下，微氣管末端充滿液體，進入氣管內(nèi)的氣體只能第四節(jié) 呼吸代謝和能量供應(yīng) 呼吸代謝是動物通過對能源物質(zhì)的氧化，為肌體提供生命活動所需能量的過程。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。以后當(dāng)高能化合物

9、分解時，把貯存的能量釋放出來，供生命活動使用。能 源 物 質(zhì)合成代謝分解代謝食 物 中 的 營 養(yǎng)脂肪體能 量熱能散失生命活動第四節(jié) 呼吸代謝和能量供應(yīng) 呼吸代謝是動物通過對能源物.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的燃料化合物。 昆蟲在呼吸代謝活動中，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（呼吸強度）是指單位體重在單位時間內(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，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，以適宜的形式為機體提供各種能量。如物質(zhì)代謝中底物的活化、酶的激活、主動運輸?shù)碾x子泵、肌肉的機械運動等，大多是利用ATP的磷酸化過程。 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胞。因此，飛行肌中的能源物質(zhì)只能支持短期飛行，長期飛行所需的能源主要由血淋巴、脂肪體和腸壁細胞等以海藻糖、甘油二酯和氨基酸的形式運輸供應(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，或通過代謝轉(zhuǎn)換合成甘油三酯進行貯存。當(dāng)肌肉劇烈活動時，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 呼吸代謝是有機體生命活動能量的源泉，阻斷呼吸代謝和能量供應(yīng)，常會導(dǎo)致機體迅速死亡。因此，在動物毒劑中，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，通過阻斷氣體交換來殺死害蟲。.2 殺蟲劑與呼吸代謝的關(guān)系 呼吸代謝是有機體生命活動 影響呼吸商 如有機磷和除蟲菊酯類神經(jīng)毒劑，昆蟲中毒初期吸O2