消化和排泄3-04讲义教材.ppt

消化道是一根自口到肛贯通体腔中央的管道，按其功能和结构的不同可区分为前肠、中肠和后肠 第二节 昆虫的消化与排泄系统一消化系统（一）消化道 前肠和后肠是由胚胎期的外胚层内陷所形成，中肠则来自内胚层 包括口前腔、咽喉、食道、嗉囔、前胃、贲门瓣几部分 组织结构由内向外：内膜、肠壁细胞层、底膜、纵肌、环肌、围膜1前肠Foregut 中肠是昆虫的胃，分泌消化酶，是消化食物和吸收营养的场所组织结构由内向外：围食膜、细胞层、底膜、环肌和纵肌、围膜 部分昆虫中肠的肠壁向外突出形成胃盲囊，其位置和数目常不等，用以增加中肠的分泌和吸收面积 2中肠Midghut 中肠肠壁细胞类型：分泌和吸收作用的柱型细胞,分泌功能的杯型细胞,再生细胞 种类、习性、食性及食物来源不同，消化道的结构也有差异，但其基本构造是一致的 吸食液体的昆虫，中肠为三部分，末段弯向前方与前段相贴接，包藏于由结缔组织形成特殊的滤室filtration chamber中，食物中的多余水分、糖分和无用物质直接从滤室送到后肠，排出体外(即蜜露) 4消化道的变化 唾腺salivary glands是成对的腺体 包括上颚腺，下颚及下唇腺等 大部分昆虫体内存在的腺体是多位于胸部的1对下唇腺，其合并管的开口在舌基部的唾窦中。

唾液能湿润食物、清洁口器；所含的消化酶帮助食物消化；部分昆虫的唾腺则特化成了丝腺二）唾腺 昆虫所摄取的食物，经过一系列机械的和各种酶的分解，分解为简单的溶解状态的小分子后，才能被肠壁细胞吸收利用三）食物的消化环境及昆虫的营养 1肠腔的理化环境 食物在肠腔被消化时依赖消化酶系、维持酶系活性稳定的pH值、及缓冲和氧化还原体系，中肠液pH值一般在68的范围内消化酶有淀粉酶、麦芽酶、脂肪酶、蛋白酶等，消化酶类型与取食的食物是相适应的 胃毒剂对昆虫的杀伤力与中肠液的pH值有相碱性农药对中肠液呈酸性的甲虫杀伤力大，酸性农药对中肠液呈碱性的蝶蛾幼虫杀伤力大 苏云金杆菌、杀螟杆菌、青虫菌使昆虫中毒原因：在碱性中肠液里释放有毒蛋白质即伴胞晶体，引起中肠麻痹、肠壁细胞破损、细菌侵入血腔、引起血液pH值的变化；菌体在血腔繁殖导致幼虫产生败血症、全身瘫痪而死但苏云金杆菌对中肠液pH值为6.3的蜜蜂是无毒的 2昆虫的营养 昆虫的基本营养：蛋白质、碳水化合物、维生素、水、无机盐、特殊的微量物质 种类及发育阶段不同，对营养要求差别较大摄入食物的营养质量影响昆虫的生长速度，营养不良或半饥饿状态可幼虫期延长、增加脱皮次数。

比较食物间营养的差异，可使用消化系数、食物转化率、或营养比率 消化系数=100（取食物干重排泄物干重）/取食物干重 % 食物转化率=100（虫体增加的干重/消耗食物的干重）% 100（可被消化的糖类 + 可被消化的脂肪2.25） 可被消化的蛋白% 营养比率=马桑及其对昆虫取食的试验二、排泄系统 “排泄”与经消化道末端的肛门排出食物残渣有本质差别 排泄器官excretory organ的功能是移除二氧化碳和氮素代谢废物，调节体液中水分和无机盐类的平衡，保持血液具有相对稳定的渗透压和化学组成，使各器官能进行正常的生理活动 担任这一功能的器官总称为排泄系统，包括体壁及其特化结构、气管系统、马氏管、脂肪体等，其中相当于高等动物肾的器官为马氏管 节肢动物具有与后肾管同源的由后肾管演变而来排泄腺体，如甲壳纲的触角腺=绿腺、蜘形纲的基节腺等 该类腺体口封闭，排泄器官由腺体部和膀胱部组成，氮代谢废物经渗透进入腺体部，再由膀胱部排出体外昆虫、蜘蛛等的排泄器官=马氏管的结构与此相类似 马氏管是着生与消化道中、后肠交界外的管状结构直接浸浴在血液中，吸收尿酸等含氮代谢废物，将其送入后肠、经肛门排出体外一）马氏管malpighian tubules粘虫的马氏管、和肾状小球 马氏管端段及基段的管壁细胞向内的突出的结构分别为杆状（蜂窝边）、细丝状（刷状边）。

按照马氏管与直肠的结构其类型为：直翅目型、鞘翅目型、半翅目型和鳞翅目型 马氏管基部开口在中肠和后肠交界处，端部封闭，游离在体腔内的血液中，或与直肠结合形成隐肾结构 自内向外其横切面：管壁细胞层、底膜、肌肉层、气管网层马氏管的主要功能： 吸收血液中的N素代谢废物尿酸等并移至后肠随食物残渣一起排出体外；调节血液中的离子平衡维持体液的渗透压 部分昆虫的马氏管可分泌丝、石灰质、泡沫及粘液 弹尾目、双尾目昆虫，以似于其它节肢动物的“下唇肾” 代替了马氏管的功能1体壁、气管、消化系统等器官的排泄作用 体壁通过扩散的方式排出体外的物质包括CO2，多余的H2O，脱皮前未被吸收的外表皮及几丁质、蜡质、部分氮素化合物及无机盐、钙盐等；皮细胞腺向外分泌胶质、丝、蜡、等实质上也是一种排泄 以呼吸方式排出体外的代谢废物为CO2，多余的H2O消化道壁排除的：钙盐、尿酸盐、等半翅目、同翅目昆虫的滤室，以蜜露的方式滤除消化道中的多余物二）其他排泄器官的排泄物2贮存排泄体 虫体内生理活动所产生的某些中间代谢物或代谢废物，不直接排出体外，而是被隔离限制、贮存于特定的组织或细胞内，这种排泄方式称为贮存排泄或堆积排泄storage excretory。

具有该功能的组织有脂肪体、绛色细胞、围心细胞等 在背膈、翼肌、心脏表面聚集成索状的围心细胞，能吸收血液中的胶体颗粒、并将其转化为可被马氏管吸收的物质；但也分泌调节心脏活动、神经传导作用的激素 气门附近、侧板下成团块状的绛色细胞，能移除血液中的其它代谢废物、毒素，吸收血液中多余的中间代谢产物、并进行转化，还可合成、分泌促进脂肪体当中脂肪水解的酶类 脂肪体中的营养细胞、含菌细胞能进行解毒代谢；尿盐细胞能积聚尿酸，将其暂时或永久贮存在脂肪体内 最新研究发现：缺乏乙酰CoA羧化酶2（ACC2）可使脂肪细胞加速对脂肪的代谢。