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1、第二章 昆虫的内部器官,昆虫的体壁,昆虫的体壁是体躯最外层组织，由胚胎的外胚层一部分未分化的细胞形成的皮细胞层及其分泌物组成。体壁能内陷而形成内骨骼，部分细胞能特化成各种感觉器和腺体。,昆虫的体壁由里向外可分为底膜、皮细胞层、表皮层三部分。底膜是一层无定形的颗粒状层次；皮细胞层是单层细胞，下面是底膜，上面是表皮层；表皮层是由皮细胞向外分泌而形成的非细胞性组织。,一、昆虫的体壁结构,底膜：皮细胞层下的薄膜，是由血细胞分泌而成，具有选择透性。,皮细胞层：在脱皮过程中，消化、吸收旧表皮，分泌新表皮；一部分皮细胞分化形成腺体如唾液腺、毒腺、脱皮腺等，统称皮细胞腺；特化、形成各种外长物如刚毛、鳞片、刺和
2、距等等，以及感觉器官。,表皮层：不是一个匀质的单层，外层是上表皮，内层是原表皮（外表皮和内表皮）。,体壁,外表皮：主要含几丁质、鞣化蛋白和脂类等,内表皮：主要含几丁质、粘多糖蛋白质、节肢蛋白和弹性蛋白,护蜡层：脂类、鞣化蛋白和蜡质,蜡层：含有蜡质,角质精层：主要含蛋白复合物,多元酚层：含有多元酚类,表皮层通常可分为上表皮、外表皮和内表皮。上表皮是一个很薄的单层，可分为护蜡层、蜡层和角质精质。护蜡层用以保护蜡层、贮有类脂、修复表皮损伤、防止水分蒸散；蜡层是防止体内水分向外蒸发和外界水分渗入体内的主要防线，构成体壁的不透水性；角质精质是表皮层通透性的屏障、限制体躯过度生长并决定体表模式。外表皮决定
3、昆虫体壁的硬化程度。内表皮是表皮中最厚的一层，10-200um。它形成的几丁质蛋白质复合体保证了体壁的机械作用，既抗压，又有弹性。,体壁构造,在上表皮和原表皮中都有极细微的管道，呈直线或螺旋贯穿上下，它们是皮细胞的细胞质向外伸出的细丝，在分泌活动结束缩入皮细胞后留下的细管道。孔道分泌的几丁质、蛋白质和脂类等沉积在原生质丝的周围，形成表皮层。麻蝇幼虫每平方毫米约有15000条孔道，而蜚蠊每平方毫米则达到120万条。,二、孔道,三、昆虫体壁的色彩,色素色又称化学色，由于虫体一定部位存在某种色素，可以吸收某种光波和反射一部分光波，即呈现某种颜色。如黑色素和嘌呤色素；白粉蝶和黄粉蝶的白色和黄色是由尿酸
4、盐类色素引起；黄色的类胡萝卜素来自食物，它常与蓝色四吡咯色素结合，形成很多昆虫的绿色。,蜻蜒的色素色,黄粉蝶的色素色,白粉蝶的色素色,结构色又称物理色，是由于昆虫体壁上有极薄的蜡层、刻点、沟缝或鳞片等细微结构，使光波发生散射、衍射或干射而产生的各种颜色。如甲虫体壁表面的金属光泽和闪光等是典型的结构色，它不能被化学药品或热水处理而消失。,甲虫的结构色,结合色是由色素色和物理色相混合而成。如紫闪蝶，其翅面呈黄褐色（色素色），而有紫色（结构色）的闪光。,大蓝闪蝶的结合色,四、昆虫体壁的外长物,昆虫体壁上面生有很多毛、刺、鳞片、突起等外长物。外长物一些没有细胞参与，为非细胞性外长物；细胞性外长物是由细
5、胞组成的，如鳞片和毛，如果毛的基部与感觉细胞相连便成为感觉毛，如果与毒腺相连，便成为毒毛。还有一些是由多个细胞共同形成。,体壁外长物毒毛,褐刺蛾,舞毒蛾幼虫,体壁外长物鳞片,体壁外长物刺,体壁外长物距,五、体壁的功能,起外骨骼的作用，维持体形。起保护作用，一方面免受外来微生物和其他物质（农药）的侵入，另一方面保持体内的水发不外散和外部的水分不进入。运动的肌肉均着生在体壁上。昆虫的抗张力、抗压力是由于体壁的作用。昆虫的体色、保护色是通过体壁来形成的。各种感觉器官、腺体均由体壁特化而来。内寄生昆虫是通过表皮，而不是呼吸系统，如气门进行呼吸作用。,昆虫与其它节肢动物一样，其体躯的外面被有一层含有几丁
6、质的躯壳，为体壁。躯壳内充满着流动的血淋巴，所有的内脏器官和组织皆浸浴在血淋巴中。由体壁包成的腔，称为昆虫的血体腔，简称体腔或血腔。,昆虫的血腔,体腔通常由肌纤维和结缔组织构成的隔膜，纵向分隔成2-3个血腔，称为血窦。多数昆虫仅在腹部背面、背血管下方有一层隔膜，称为背膈，将体腔分成上方的背血窦（围心窦）和下方的围脏窦。,一、血腔的构成,有些昆虫在消化道下方腹部腹板两侧之间，还生有一层隔膜，称为腹膈，形成的体腔叫腹血窦（围神经窦）。背膈和腹膈两侧具窗状细孔，使各血窦间相通，血液可通过细孔在体腔内循环。,消化系统-消化道：消化道纵贯体腔中央(即围脏窦)；排泄器官-马氏管：着生于消化道中肠与后肠交界
7、处，末端游离血液中；循环器官-背血管：纵贯于背血窦内的细管，是血液循环的主要器官；腹神经系统-神经索：纵贯于腹血窦内，是昆虫的中枢神经系统；呼吸系统-气管：以主气管和支气管网分布在围脏窦内消化道的两侧，以及背面和腹面的内脏器官之间，再以微气管伸入到各器官和组织中；生殖系统：消化道的背侧面，以生殖孔开口于体外；体壁肌和内脏肌：构成昆虫的肌肉系统，附着于体壁下方和内脏表面；脂肪体：主要包围在内脏器官的周围；各种内分泌腺体等：分别位于体腔内相应的部位。,二、内脏器官的位置,内部器官及位置,昆虫的消化系统消化道,昆虫的消化道是一条不对称的管状构造器官，前端以口前腔相通，后端以肛门终止于体躯的末节。根据
8、其发生来源和功能的不同，可将昆虫的消化道分为前肠、中肠和后肠三部分。,消化道,前肠是从口到中肠的一条管状通道，在大部分昆虫中，有明显的分段现象，通常由咽喉、食道、嗉囊和前胃4部分组成。在前肠与中肠之间，以伸入中肠前端的贲门瓣分界。,一、前 肠,咽喉是食物的通道，能特化成咽喉唧筒,食道仅是食物的通道,嗉囊是暂时贮藏食物的场所，能进行部分消化作用。蜜蜂特化成密胃。,前胃具有磨碎食物的作用，还具有过滤的功能；贲门瓣能调节食物进入中肠，亦能阻止食物倒流入前肠。,中肠是一条前后粗细相当的管道，前端与前胃或食道相接，后端以马氏管着生处与后肠分界，是消化和吸收的主要部位。许多昆虫中肠的肠壁向外突出成囊状或管
9、状构造，称为胃盲囊。胃盲囊位于中肠的最前端。胃盲囊的主要功能是增加中肠的表面积，以利于中肠消化液的分泌和营养物质的吸收。,二、中 肠,围食膜的作用与保护肠细胞有关，使肠壁细胞不致被坚硬、尖锐的固体颗粒擦伤。围食膜是一种纤维质网状结构，对蛋白质分子具有渗透性，消化酶和消化产物容易透过。,后肠是消化道的最后一段，前端以马氏管着生处与中肠分界，后端终止于肛门。后肠的主要功能是排除食物残渣和代谢废物，同时从食物和排泄物中吸收水分及无机盐类。后肠一般分化为回肠、结肠和直肠3部分。,三、后 肠,排泄系统,移除体内的代谢废物；调节体内水分和无机盐的平衡；维持血液一定的渗透压和化学成分。昆虫的排泄物包括CO2
10、、水、氮素以及无机盐类的结晶体等；其中最重要的是含氮代谢废物。最主要的排泄器官是马氏管。,一、马氏管,马氏管是游离在血液中的细长盲管，基部通入中、后肠交接处，由外胚层发生。原始数目可能6条，但在现代昆虫中种间变异很大。弹尾目和蚜虫等少数种类无马氏管；双尾目、原尾目和捻翅目昆虫的马氏管为乳状突起；部分直翅目昆虫的可达100条以上。以尿酸结晶排泄氮素废物，有时也可以有少量尿素或尿囊素。,马氏管顶端游离并浸浴在血淋巴中，基端与肠腔相通。组织结构包括一层管壁细胞，管壁外包有一层坚韧而富弹性的基膜，基膜上分布有很多微气管和螺旋状横纹肌纤维，从而使马氏管可以在血淋巴中伸缩扭动，以保证最大限度地使周围的血淋
11、巴得以流动和更新，便于更广泛地吸收排泄物质。,体 壁：主要排泄水分和二氧化碳；消化道：直接通过幽门瓣将中肠消化剩余物排入后肠；下唇肾：弹尾目和双尾目昆虫没有马氏管，下唇肾具有马氏管的功能；贮存排泄器官：围心细胞、脂肪体,二、其它的排泄器官,背血管：主要的循环器官，位于背中线处体壁下方，纵贯于背血窦内的一条管状构造。由前段的大动脉和后段的心脏两部分组成。动脉：是背血管前段粗细一致，没有心门的部分。,心脏：是背血管后段呈连续膨大的部分，每个膨大部分即为一个心室。心脏大多位于腹腔内，但有的前方可伸达到胸腔内。,循环系统,开放式循环,血液的功能将身体所需的各种营养物质、水和激素送到作用部位。将组织中产
12、生的代谢废物送到其它组织或排泄器官中进行中间代谢或排出体外。吞噬病原物、消化旧表皮等免疫作用。修复表皮、消化道等组织，但与氧气输送无关。,昆虫的血液血浆：是一种所有组织的循环液，包括无机离子、血糖、血脂、氨基酸、蛋白质、氮素代谢物等。血细胞：原血细胞、浆血细胞、粒血细胞、珠血细胞、类降色血细胞、凝血细胞等。,依据其构造和生理功能可分为气门、气管和微气管3个组成部分。,一、基本构造,呼吸系统,昆虫的呼吸系统包括两个步骤：第一，吸入氧气排出二氧化碳；第二，利用氧分解能量物质，产生ATP（腺苷三磷酸）和热量。,气门气管在虫体两侧壁上的开口气管分粗细不等的主气管、支气管气囊气管局部膨大部分微气管气管分
13、支末端伸入组织的微细盲管,全气门式：胸部2对，腹部8对。蝗虫。两端气门式：只有胸部1对，腹部末端1对。蝇类幼虫。前气门式：只有胸部1对气门开放。蚊蛹。后气门式：只有腹部1对气门开放。蚊幼虫。无气门式：气门封闭或无。水生和内寄生昆虫。,通常，昆虫的气门有10对，胸部2对，腹部8对。根据气门的数目和功能可分为：,昆虫的器官系统,消化道,背膈,背血管,背板,背气管,内脏气管,气门气管,腹气管,气门,腹神经索,腹膈,腹板,【纵向排列】连接所有气门气管的侧纵干，连接背气管的背纵干，连接腹气管的腹纵干，连接内脏气管的内脏纵干。,【横向分布】伸向背面的背气管，伸向腹面的腹气管，伸向中央的内脏气管。,二、气官
14、及其分布,气官及其分布,体壁呼吸：弹尾目和一些水生昆虫气管鳃和直肠鳃呼吸：蜉蝣目、蜻蜓目和毛翅目的幼虫气泡和气膜呼吸：龙虱和仰泳蝽,三、昆虫的其它呼吸方式,神经系统,神经系统包括中枢神经系统、交感神经系统和周缘神经系统。中枢神经系统：包括脑、围咽神经索和腹神经索，两者由围咽神经索相连，是神经脉冲和内分泌控制中心。,前脑：控制视觉中脑：控制触角后脑：控制额、上唇和体壁上的肌肉。,中枢神经系统,咽下神经节：控制口器腹神经索：控制足、翅 和腹部中神经：控制呼吸,交感神经系统：主要包括口道神经系（额神经节和后头神经节）、腹交感神经系和尾交感神经系。口道神经系与取食、唾腺与前肠活动有关；腹交感神经系与中
15、神经有关，与气门呼吸有关；尾交感神经系控制后肠、生殖及腹部末端附肢活动。周缘神经系统：位于体壁下面，无明显神经节，仅是感觉神经和运动神经原的神经纤维所形成的神经网络。主要接收环境刺激并引起适当反应。,昆虫感受器的分类 按其接受刺激的性质，可以分为机械力感受器(触觉、听觉器)、化学感受器(嗅觉、味觉器)、温湿度感受器和视觉器4大类。,一、组成,昆虫的生殖系统（Reproductive system）包括外生殖器和内生殖器官（Internal reproductive organ）两部分。外生殖器保证雌雄交配、受精和产卵；内生殖器起产生和贮存精子和卵子的作用。,生殖系统,二、雌性内生殖器官 包括1
16、对卵巢、2根侧输卵管、1根中输卵管、生殖腔、阴道、生殖孔、受精囊和1对生殖附腺。鳞翅目昆虫中部分种类还具有单独的交配器官，其开口与生殖腔的开口各自独立，交配囊开口于腹部第8节后方，称为交配孔。,卵巢,卵巢是由卵巢管组成，孕育卵母细胞，每1卵巢管前端伸出的端丝集合成悬带。,在各类昆虫中差异较大，一般由48根卵巢管组成。一些较低等的种类数目较少，如羊虱蝇和犬虱蝇的卵巢只有 2根卵巢管。舌蝇及有些蚜虫的有性蚜只有 1根卵巢管。大多数膜翅目和双翅目的卵巢管数目较多，可达100200根；某些白蚁的卵巢管可多达2 400根以上。,卵巢管的数目,每1卵巢管包括端丝、卵巢管本部和卵巢管柄，外包一层非细胞的管壁
17、膜。端丝是卵巢管本部前端的围鞘延伸成的细丝，常集成悬带而将卵巢悬附于脂肪体、体腔内壁或背膈上，以固定卵巢的位置。卵巢管本部是卵子发生和发育的部位，分为生殖区（原卵区）和生长区（卵黄区）。生殖区内有生殖细胞、卵原细胞和卵母细胞，有的种类还有滋养细胞；生长区内，卵母细胞周围包围着一层卵泡细胞，并形成一系列由小到大的卵室。卵巢管柄即是卵巢管基部通入侧输卵管的1条薄壁短管。,卵巢的结构,侧输卵管,侧输卵管的前端与卵巢管连接处，常膨大呈囊状，称卵巢萼（calyx）。卵巢萼可暂时贮存卵子。在蝗科中，每一侧输卵管的顶端还延伸出一条管状附腺。,前端与两根侧输卵管相连接，后端开口于由体壁内陷形成的生殖腔或由生殖
18、腔转变而成的阴道的基端。中输卵管后端的开口，称生殖孔，是排卵的通道。而阴门则是生殖腔或阴道的外端开口，用以交配和产卵。,中输卵管,受精囊,受精囊是一个具有细长导管的表皮质囊，常有附腺，分泌物黏蛋白和黏多糖，为精子提供养分和能量。有些昆虫精子能在受精囊内存活时间长。如蜜蜂的精子能存活23年。,黏腺能分泌卵的保护物质，如蜚蠊黏腺由左右两侧的小管组成，左侧的能分泌结构蛋白质、多元酚氧化酶及草酸钙等，右侧的小管除分泌结构蛋白。,黏腺,二、雄性内生殖器官 包括l对睾丸（或称精巢），1对输精管和一条射精管及附腺等。有些昆虫的输精管基部还膨大成贮精囊。生殖孔一般位于阳茎上或射精管穿过阳茎而位于其顶端。,精巢
19、（Testis）,由一组精巢小管（testis follicle）组成，呈椭圆形、叶状或相互分散，借气管和脂肪体固定在消化道背面或侧面，是精子发生和发育的场所。在鞘翅目肉食亚目中仅有1条，而在蝗科中可多达100多条。精巢管分区不明显，一般将其分为连续的4个区域：生殖区、生长区（zone of growth）、成熟区（zone of maturation）和转化区（zone of transformation）。,输精管(Vas deferens)和贮精囊(seminal vesicle),输精管是连接精巢和射精管之间的1对管道，其下段常膨大成囊状以贮藏成熟的精子团，称贮精囊。,射精管（Eacu
20、latory duct）,是由两条输精管汇合而成的细长单导管，与阳茎相连接，开口于第9腹板与第10腹板间的节间膜上，精液经此射入阴道内。,雄性附腺（Accessory gland）,一般位于输精管和射精管交界处，呈长形囊状或管状。附腺分泌的粘液主要作用是浸浴和保存精子，或产生包囊以包裹精子形成精珠。,生殖器官的构造,生殖器官,昆虫激素的分泌系统,昆虫激素（insect hormone）是指由内分泌器官分泌的，通过血液运送到作用部位，调节和控制昆虫的生理、发育和行为活动，具有高度活性的微量化学物质。,昆 虫 激 素,内激素：经血液运送到靶器官或靶细胞，调节和控制昆虫的生长、发育、变态、滞育、交配
21、、两性异态、多态现象等。,外激素或信息激素：是同种昆虫个体间的化学通信物质，散布于昆虫体外，以调节或诱发同种间其它个体的特殊行为，如雌、雄虫间的引诱、集结、标记踪迹、告警自卫等。,包括脑激素、保幼激素、蜕皮激素和滞育激素等。其中，脑神经分泌细胞产生脑激素(或称活化激素)。前胸腺或脂肪体等组织产生的蜕皮激素；咽侧体产生的保幼激素。,内激素,主要有性信息素、聚集信息素、报警信息素、利己素、利它素等。,蜜蜂蜂后的上颚腺分泌的长链不饱和有机物性抑制外激素1和 D，能抑制工蜂的卵巢发育。家蚕雌蛾腹部的特殊腺体分泌的家蚕醇能引诱雄蛾前来交配。蚂蚁和白蚁分泌标迹外激素。甲虫类分泌的集结外激素能招引其他个体飞来集结。,外激素,Thanks,
