昆虫的内部器官和功能.ppt

第二章第二章 昆虫的内部器官和功能昆虫的内部器官和功能一、体腔和内部器官的位置v体腔和内部器官 的位置v昆虫体壁所包成的腔，称为体腔(coelomic cavity)由于体腔 内充满血液所以这种体腔又叫血腔(haemocoele)昆虫所有的内部器官 都浸浴在血腔内 v昆虫的体腔由肌纤维和结缔组织所形成的膈膜纵向分割成2个或3个小腔，称为血窦大多数昆虫只在背血管下面有一层膈膜 ，称为背膈(dorsal diaphragm)，将体腔分为上方的背血窦 和下方的围脏窦由于作用的背血管位于背血窦内，所以背血窦又称围心窦v在有些昆虫中，如直翅目蝗科、鳞翅目和双翅目的成虫等，在腹部腹板两侧之间还有1层膈膜，称为腹膈，其下方称为腹血窦因为腹血窦内包含了腹神经索，所以又称围神经窦背膈和腹膈都有孔隙 ，故血窦 之间彼此相通，血液可从孔隙在体腔内徨 v昆虫各内脏器官在体腔内的位置是：消化系统呈管状，纵贯于体腔的中央部分；消化道上方是背血管，它是血液的动力；神经系统除脑外，位于消化道之下方；气管系统位于消化道上的两侧及背面和腹面的内脏器官之间；生殖系统卵巢或睾丸位于腹部消化道的背面，侧输卵管和中输卵管或输精管和射精管则位于消化道的腹面；排泄器官（马氏管）着生于消化道中、后肠之间。

v体壁肌和内脏肌分别附着于体下方和内脏的表面；脂肪体主要包围在内脏周围；各种内分泌腺体位于内部器官相应部位 由此可见，昆虫内部器官的位置有别于脊椎动物，因为脊椎动物的器官（心脏）是位于腹面，而神经系统（脊髓）则位于背面二、消化系统v昆虫的消化道是1根很不对称的管道，前端开口于口前的基部，后端终止于体躯的末节根据其发生来源和功能的不同，消化道分为前肠、中肠和后肠3部分v1．前肠(Foregut) 前肠从口开始，经由咽喉、食道、嗉囊，终止于前胃，而以伸入中肠前端的贲门瓣与中肠分界 前肠是由胚胎时期的外胚层内陷而成的，因此其组织结构与体壁很相似，由内向外依次他为内膜(Intima)、肠壁细胞层(epithelium)、底膜(basement)、纵肌(longitudinal muscles)、环肌(cirular muscles)和围膜(peritoneal membrane)6层v（1）咽喉(Pharynx)：是前肠的最前端的部分在咀嚼式口器昆虫中，咽喉是吞食食物的通道；而在吸收式口器的昆虫中，咽喉形成咽喉唧筒，起摄食作用v（2）食道（Oesophagus)：位于咽喉之后的狭长的管道，它是食物的通道。

v（3）嗉囊(Crop)：是食道后端膨大部分，其形状各类昆虫很少一致咦囊的主要功能是暂时贮存食物v有些昆虫具有部分消化作用，如直翅目昆虫取食时，食物与唾液一同进入前肠，中肠分泌的消化液也倒流入前肠在这种情况下，咦囊即成为进行食物部分 消化的场所 在蜜蜂中，花蜜和唾腺分泌的酶在嗉囊中混合，并转变成蜂蜜，故有“蜜胃”之称很多昆虫在脱皮过程中，嗉 囊可吸收空气而使虫体膨胀以帮助脱皮，而某些不取食的鳞翅目成虫，嗉 囊又成为帮助羽化的器官v（4）前胃(Proventriculus)：前胃是前肠的最后区域，也是消化道中最特化的部位v 前胃的形状 变异很大，在取食固体的昆虫中常很发达它的主要功能是磨碎食物v（5）贲门瓣(Cardiac valve)位于前胃的后端，是由前肠末端的肠壁向中肠前端内陷而成的一圈环形内褶主要功能是：使食物可以从前肠直接输入到中肠的肠腔，而不与胃盲囊接触；阻止中肠内食物倒流入前肠 v2．中肠(midgut) 中肠又称为胃，一般是一条前后粗细相似的管状构造但有些昆虫（如半翅目、同翅目、鞘翅目）的中肠又常分为3~4个分段前端与食道或前胃相连，很多昆虫的中肠前端肠壁 向外突出，形成2~6个囊状的胃盲囊，但亦有着生在中肠后端的分段上。

胃盲囊的功能是增加中肠的分泌 和吸收面积，而半翅目昆虫的胃盲囊可作为细菌繁殖的场所v吸收式口器昆虫的中肠一般细而长，某些种类昆虫（如同翅目）的中肠弯曲地盘在体腔内，其前后两端和后肠的前端部分紧密地束缚在一起，包裹一层结缔组织围鞘而形成滤室滤室的作用是能将食物中不需要的或过多的游离氨基酸、糖分和水分等直接经后肠排出体外v 中肠是食物进行消化作用和吸收营养的主要部位，它是由胚胎时期内胚层的中肠韧演变而成的中肠在组织上也分成6层，只是肌肉层的排列与前肠不同，环肌排列在纵肌之内面，中肠无中内膜而以围膜代之，故意由内向外的层次为围食膜(Peritrophic membrane)、肠壁细胞层、底膜、环肌、纵肌及围膜v围食膜由肠壁细胞分泌，组分为蛋白质和几丁质，主要功能是包围食物，保护中肠肠壁细胞，骒营养物质、酶具有渗透性v3．后肠（hindgut） 是消化道的最后一段，前端以马氏管着生处与中肠分界，后端开口于体节末端，常分成回肠(ileum)、结肠(colon)、直肠(rectum)3个部分 后肠前端内面常特化成幽门瓣，幽门瓣的开启，可使中肠内消化后的残渣进入回肠，而幽门瓣关闭时，则只有马氏管的排泄物进入后肠。

在回肠和结肠的交界处，常有1圈瓣状物形成的直肠，以调节残渣进入直肠大部分 昆虫直肠前半部肠壁特化成直肠垫，以增加直肠吸收面积所以后肠的主要功能 是吸收食物和尿中的水分及无机盐类，并排出食物残渣和代谢废物，以调节血淋巴渗透压和酸碱度等v4、食物 的消化 和吸收 v昆虫的食物种类很多，包括活的或死的植物组织、植物汁液、木质纤维、真菌、动物及其它昆虫的组织、血液等这些食物常以一些碎片或悬浮汗液进入消化道内，但均不能为细胞直接吸收，必须经过消化作用，使大分子降解或水解成小分子，并成为溶液状态，才能透过中肠的肠壁细胞而与其食物种类相适应的一种昆虫所具有的消化酶种类愈多，它可利用的食物也就愈多 这些酶 除唾液中含水量有少量之外，几乎所有的消化 酶都有是由中肠分泌的三、排泄器官v昆虫排泄器官的主要功能是排除体内新陈代谢产生的ＣＯ2和氮素废物等，以调节体液中无机盐和水分的平衡，保持血液一定的渗透压和化学成分，使各种器官能进行正常的生理活动排泄器官排除的多种物质，包括ＣＯ2、水、含水量氮素的废物和无机盐类的结晶等，总称为排泄物v与高等动物不同，昆虫排泄的含氮废物主要是尿酸及其盐类，尿酸比尿素含氢少，更适于保持体内水分，而且游离的尿酸和尿酸盐几乎不溶液于水、秘以排泄时不需要伴随水分，这对于昆虫保留体内水分是非常有利的。

v昆虫 的排泄器官和组织包括体壁 、患得患失系统、马氏管、脂肪体及围心细胞等其中马氏管为昆虫 的主要排泄 器官v1.马氏管的构造及其排泄机能v 马氏管来源于外胚层，着生于中肠的交界处，基端通入消化道内，是浸浴在血液中的长形盲管其数目因种而异，一般化为４～６条，少则２条（如蚧类），多达３００多条（直翅目昆虫）v 各种昆虫的马氏管数目虽有很大差异，但它们的总排泄面积差异不大，并不影响其排泄效能因为马氏管数目多的管子比较短，数目少的则比较长vA、马氏管的功能v 马氏管的主要功能是：排泄代谢废物；有些昆虫的马氏管能分泌丝用以结茧，如草蛉幼虫；有的能分泌石灰质颗粒，用以构成卵壳或作隧道覆盖物，如竹节虫、天牛等；还有部分昆虫的马氏管分泌泡沫及粘液，用以保护虫体，减少水分散失或不受天敌为害，如沫蝉若虫等vB、其它排泄器官v脂肪体 昆虫脂肪体为不规则的团状、疏松带状或叶状组织组成脂肪体的细胞积聚着尿酸结晶的尿盐细胞，具有排泄作用v围心细胞 围心细胞分布在背血管两侧，能吸收 血液中和叶绿素、胶体颗 粒大分子物质，也有积贮排泄 的作用四、循环系统v昆虫的循环系统和其它节肢动物一样，属于开放式，即血液在体腔内各器官 和组织间自由运行。

昆虫的主要循环器官是1根位于消化 道背面，纵贯于背血窦中的背血管，在很多昆虫体内和附肢的基部还有辅搏动器官，以驱使血液进入附肢的尖端 v1、背血管的构造v 背血管由肌纤维和结缔组织所组成可以分为动脉和心脏2部分vA、动脉 动脉是背血管的前端的部分前端开口于头腔，后端与第1心室相连，是引导血液向前流动的管道vB、心脏 v是背血管生段连续膨大部分大多位于腹腔，有的则延伸到胸腔内每个膨大的部分即为1个心室心室的数目因种而异，一般为4个，多则11个（如蜚蠊）第个心室皆有1对心门，位于心室的中部或末端，孔口垂直或华侨，它是血液进入心脏的开口心门的内缘向内折入，形成心门瓣，当心室收缩时心室后的心门瓣将心门掩闭，使血液向心脏箭端流动，而不至于从心门流回体腔昆虫的心脏病常驻以放射状、扇形的横纹翼肌联接和固定在附近的组织上v2、血液循环途径v 当心脏扩张时，背血管的血液经由心门进入心脏；当心室由后向前依次收缩时，将血液不断推向前进，通过动脉压入头部因此，在虫体前端的血液压力较高，驱使血液在体腔内由前向后流动v 存在有触角辅搏动器的昆虫，部分血液压入触角内进行循环，血液注入胸部血腔时，一部分 进入腹血窦，流经胸足后再流回血腔内。

v 在有翅昆虫中，也由于翅基的辅搏动器的作用，使血液在翅脉壁与翅脉形成的翅脉腔之间流动v血液从翅的前缘进入，再由于 翅的后缘的辅搏动器的作用，使血液经后缘流回血腔昆虫体内的内脏里面 动及身体的活动，有助于血液在体内的运行 v3、昆虫的血液及其功能v昆虫的血液又叫血淋巴，主要由血浆和血细胞组成昆虫血液以血浆为主，在血液中流动的血细胞的数量很少，一般只占血液总量的5%左右，各种昆虫体内的血液量因种类、虫戍 生理状态不 而有很大的差异，一般软体幼虫含量较高昆虫的血细胞是悬浮在血浆内或附着在组织表面的各种形状细胞，常见的血细胞有原血细胞、浆细胞、颗粒细胞、色囊血细胞、脂血细胞、球形血细胞、类绛色细胞等7个类型血液的主要功能是：贮存与运送养料、酶、激素以及代谢废物；吞噬、愈伤、调节体内水分含量；传递压力以助卵化、脱皮、羽化、展翅及气管系统的通风作用等由于绝大部分昆虫血液中不存在红血球与血红蛋白，所以血液循环不携带 氧气，与呼吸作用没有关系五、呼吸系统v昆虫的呼吸系统主要由许多具有弹性的气门和气管系统组成由气门开口于体两侧，进行气体交换由于各种昆虫生活习性和生活环境的不同，其呼吸器官和呼吸方式也发生了相应的改变。

昆虫的呼吸方式为体壁呼吸，气泡和气膜 呼吸及气管鳃呼吸但大多数昆虫是靠气管系统呼吸v1、气管系统的构造和分布v气管系统是由外胚层内陷形成的，因此它的组织结构和理化性质与体壁基本下相同， 只是层次的内外相反，即由底膜、管壁细胞和内膜组成气管内膜下没有蜡层和护蜡层内膜以局部加厚形成螺丝，它能增加气的弹性，以利于气管的扩张气管有主干和分支,由粗到细,愈分愈细,最后分成许多微气管,着生在组织间或细胞内v2、气门的构造及形式v 昆虫的气门是体壁内陷的开口气管在体壁上的开口——称气门v常见有下例5种形式；v①.全气门式 胸部二对,腹部八对,例蝗虫v②.两端气门式: 只有胸部有一对和腹部末节有一对气门,如双翅目蝇类的幼虫v③.前气站式:只有胸部有一对气门开放.如蚊虫的蛹v④.后气门式：只有腹部最后王码电脑公司软件中心对气门开放v⑤.无气门式:只有全部封闭或完全没有气门蜂类幼虫六、神经系统和感觉器官v昆虫的神经系统来源于外胚层，它联系着体表面和体内各种感觉器官和反应器感觉器官接受内外刺激而产生冲动，由神经系统将冲动传递到肌肉、腺体等反应器官，从而起收缩和分泌活动，以适应环境的变化和要求。

v1、神经系统的构造和类型v 昆虫的神经系统是由许多神经细胞扩其发出的神经所组成每个神经细胞及其分支称神经原神经细胞分出的主支为轴状突，轴状突再分出的支为侧支轴状突及其侧支的顶端发生的树状细支，称湍丛在细胞四周发生的小树状公支，称为树状支v按细胞外突着生的形式，神经原可分为单极神经原（只有一个轴突状和侧支）、双极神经原（除轴状突外，细胞体另一端还具有1个端突）和多极神经原（除轴状突外，还有树状突）v 按神经原的作用，可分为感觉神经原、运动神经原和联络神经原v 昆虫的神经系统可分为中枢神经系统，交感神经系统和周缘神经系统3部分 vA、中枢神经系统 v 中枢神经系统包括脑和腹神经索及由前脑、中脑、后脑组成其上有神经通到眼、触角、上唇和额脑不仅为头部的感觉中心，也是神经系统中最主要的联系中心v腹神经索包括头内的咽下神经节及以后各体节的一系列神经节和神经索咽下神经节发出的神经通至上颚、下颚 、下唇 、舌、唾管和颈部肌肉等处，其主要作用是控制和协调口器的动作因此它是口器附肢的神经中心体神经节最多可见11对，即胸部3对，腹部8对胸部3对分别v发出神经通至胸早间和翅，是控制运动的神经中心。

腹部8对神经位于1~8腹节，最后一个神经节系由8~10体节愈合成的复合神经节腹神经节成为各体节的神经中心vB、交感受神经系统 v 交感受神经系统包括口道神经索、中神经和腹部最后一个复合神经节主要功能司内脏器官的活动vC、周缘神经系统 v 包括除去脑和神经节以外的所有感觉神经纤v维和运动神经纤维形成的网络结构一般位于体壁下它们 接受环境刺激，并传入中枢神经系统，再把中枢神经系统发出的指令传到运动器官，使运动器官对环境刺激做出相应的反应v2、昆虫的感觉器官v 昆虫对环境条件刺激的反应，必须依靠身体的感觉器接收外界的刺激 ，通过神经与反应器联系，然后才能 作出适当的反应昆虫的感觉器主要分为4 类：v①感触器 感受外界环境和体内机械刺激的感受器，称为感受触器v②听觉器 昆虫感受声波刺激的感受器，称为听觉器v③感化器 昆虫感受化学物质刺激的感受器，称为感化器味觉器和嗅器均为这一类型感受器v④视觉器 昆虫能够感受光波刺激的感受 器，称为视觉器七、内分泌系统v昆虫体内的各种内分泌活动，直接受到神经系统的支配的调节，也间接受神经控制下某些组织器官所分泌的活性物质的支配和调节。

这一活性物质，称为激素产生和分泌 激素的组织和器官，称为内分泌器官内分泌器官分泌的激素直接进入血液，随着血液循环抵达作用部位，从而协助昆虫个体的各种生理 功能由于虫体内分泌器官分泌的不同激素，起着不同的作用，它们彼此之间有一定的关系，共同组成一个内分泌系统昆虫的内分泌系统包括脑神经分泌细胞群、咽下神经节、心侧体、咽侧体、日新月异胸腺、绛色细胞、脂肪体及某些体神经节等v1、主要内分泌 器官 及其所分泌的内激素与功能vA、脑神经分泌细胞群 脑神经分泌细胞群是由昆虫前脑内背面的大型神经细胞所组成，常排列成2组包含数个分泌细胞，2组分泌细胞的轴突组成1组神经，并与心侧体和咽侧体相连 v 脑神经分泌细胞群的主要分泌物是脑激素，脑激素的主要功能是；激发和活化前胸腺分泌脱皮激素 ，控制昆虫幼期的脱皮作用，v 因而脑激素又叫“促前胸腺激素”；脑激素还可影响 和调节昆虫许多内部器官的生理作用 vB、心侧体 位于前胸后方及背血管前端的两侧或止方，是1对光亮的乳白色的小球体，并有神经分别与脑、咽侧体和后头神经节相连 v心侧体的功能 ：具有贮藏脑神经分泌球体和混合其它神经分泌物的作用；能产生一种心侧体激素，影响心脏搏动率以及消化道的蠕动；产生高血糖激素、脂激素，刺激脂肪体释放海藻糖，激发磷酸化酶的活性 促进脂肪合成与分解；还有利尿，抗尿和控制水分代谢的作用等vC、咽侧体 位于咽喉两侧，紧靠心侧体，并各有一神经与心侧体相连。

大多数昆虫的咽侧体是1对卵圆形或球形的结构 v 咽侧体受脑激素的刺激，可分泌保幼激素v 保幼激素的主要功能是：抑制成虫器官芽的生长和分化，从而使虫体保持功期形态；保幼激素与一定的脱皮激素共同作用，可引起幼虫脱皮；血液中保幼激素有刺激前胸腺的作用，即在昆虫幼戎保幼激素存在的条件下，前胸腺不会退化；能促进代谢活动及控制幼虫和蛹的滞育等生理作用；保幼激素对成虫卵细胞的发育及昆虫的多型现象等生命活动起作用，因此，保幼激素又称促性腺激素vD、前胸腺 一般位于头部和前胸之间，是1对透明、带状的细胞群体v前胸腺受脑激素刺激后可分泌脱皮激素（前胸腺激素）脱皮激素的主要作用是激发昆虫 脱皮过程：幼期在脱皮激素和保幼激素 共同作用下，发生幼期的脱皮；在脱皮激素的单独作用下，发生幼期进入蛹或成虫期的变态脱皮此外，脱皮激素还具有激发体壁 细胞中各种酶 系和活性，激发蛋白质基质和酶 系的合成及提高细胞呼吸代谢的作用等v2、昆虫的外激素v昆虫的外激素又称为信息激素，是由昆虫体表特化的腺体分泌到体外，能影响同种其它个体的行为、发育和生死等的一种化学物质昆虫的主要外激素有：性外激素、抑制激素、集结外激素、标迹外激素和告警外激素等。

vA．性外激素 是成虫在性成熟时由腺体分泌于体外，用以引诱同种异性个体，进行交尾活动或其它 生理疚的一类挥发性化学物质蛾类性外激素的分泌腺常在第8、9腹节的节间膜背面，而蝶类和甲虫等则多位于翅、后足或腹部末端在鳞翅目昆虫中，蛾类的性外激素通常是由雌性分泌，而蝶类则多是由雄性所分泌 vB．性抑制外激素 某些昆虫分泌的一种能抑制性器官发育的激素，如蜂、蚁等昆虫vC、足迹外激素 足迹外激素是由社会性昆虫氛深情厚谊必要时排出体外，可遗留在它们经过的地方，作为指示路线的信号物质如白蚁足迹外激素是由工蚁的杜氏腺所分泌蚂蚁、蜂类昆虫也能分泌这类外激素 vD、报警外激素 大多数社会性昆虫和某些聚集性昆虫在受惊扰时，能释放出一些招引其他个体来保卫种群的物质，叫报警外激素报警外激素通常由上颚 腺、杜氏腺等腺体产生，其腺体往往与保卫器官联系在一起，如上颚、螫刺等蚜虫的报警外激素则由腹管分泌vE、聚集外激素 钻蛀活树的某些甲虫，为了形成强大的种群压力，以突破寄主的抵抗，常能分泌一种诱引其他个体的复杂的聚集信息素聚集信息素是一些化合物的混合物其中有的是幅度甲虫合成的而有的则是寄主树所产生的。

v3、昆虫激素的应用v 近几年来，对昆虫激素的研究日益深入而广泛，有些激素已在生产实践中开始应用，如施用微量的保幼激素养蚕，可适当处长幼虫期，增进食桑量，使虫体生理机制，出现幼虫至蛹，或蛹到成虫的中间型 的畸形虫体，而保幼激素 拮抗物（早熟素）能使提前变态和成虫丧失生死功能若施用过量的脱皮激素，也同样使虫体畸而死v 性外激素及其类似物可应用于害虫测报与防治，它不仅准确可靠，而且设备简单，能够指导适时防治利用性外激素迷向法使田间弥漫人工合成的性诱剂，可使害虫无法准确地找到配偶，从而干扰害虫正常交配而降低其发生数量，达到控制害虫为害的目的外激素在植物检疫上也有应用价值，在港口和海岸设置诱捕器能正确鉴别是否有检疫性害虫侵入另外，可将性诱剂与粘胶、农药、化学绝育剂、灯光等配合使用，心诱杀害虫八、生殖系统v生殖系统是种的繁衍器官，它的主要功能是繁衍后代，延续种族一般位于消化道两面侧或背面雄性生殖系统则开口在第九腹节腹板上或其后方雌性生殖系统开口第八或第九腹节腹板后方vA、雌性内生殖器官有1对卵巢、1对侧输卵管、受精囊、生殖腔（或阴道）、附腺等卵巢由若干条卵巢组成，数量不等一般为4~8条，多达2400条以上（如白蚁）。

每一卵巢管端部有一端丝，所有的端丝集合为1悬带或系带，附着在体壁、背膈等到处，用以固定卵巢的位置卵巢管是产生卵子的地方v卵按其发育的先后、依次排列在卵巢管内，愈在下面的愈大，也愈接近成熟侧输卵管与卵巢相接，相接处通常膨大成卵巢萼，以便贮放即将产出的卵粒两侧输卵管汇合成1条中输卵管中输卵管通至生殖腔（或阴道），其后端开口是雌性生殖孔生殖腔是雌性生殖器交尾的地方，故又称交尾囊生殖腔背面附有1 个受精囊，用以贮藏精子受精囊上着生有特殊的腺体，它的分泌物有保持精子生活力的作用生殖腔上还有着生1对附腺，其功能是分泌是胶质，使虫卵粘着于物体上或相互粘着成卵块，还可以形成卵块的卵鞘昆虫的交尾孔一般开口在第八腹节，很多鳞翅目昆虫第九腹节还有仅作产卵的产卵孔vB、雄性内生殖器官的基本构造v雄性内生殖器官有1 对睾丸（或精巢）、1对输精管、贮精囊、射精管、阳茎和生殖附腺睾丸由许多睾妨丸管组成，数目因种而异睾丸管是精子形成在地方输丸管与睾丸相通输精管基部常膨大形成贮精囊，贮精囊是暂时贮存精子的地方，当精子成熟时，就通过输精管进入贮精囊射精管开口于阳茎的端部雄性附腺大多开口于输精管与射精管相边接的地方，一般均1对，其分泌液浸浴精子，或形成包藏精子的精球（或精珠）。

vC、交尾、授精和受精v昆虫的交配又称为交尾，它是雌、雄两性成虫交合的过程大多数昆虫羽化后性器官已成熟，即可交尾但不少昆虫在成虫羽化后，性器官尚未发育成熟，需要继续取食，获得补充营养，待性器官成熟后才能交尾昆虫在交尾时，雄虫把精子射入雌虫生殖腔内，并贮存在受精囊中，这个过程叫做授精授精后雌虫不久开始排卵，当成熟的卵经过受精囊时，精子就从受精囊中释放出来，与排出的卵相结合，这个过程称为受精。