昆虫的呼吸系统PPT演示课件

第二十二章昆虫的呼吸系统,1,昆虫的呼吸系统是由外胚层内陷形成的管状气管系统，昆虫通过这一管状气管系统直接将氧气输送给需氧组织、器官或细胞，在经过呼吸作用，将体内贮存的化学能以特定形式释放，为生命活动提供所需要的能量。昆虫的呼吸过程和一般动物的相同，包括两个不可分割的环节。一是外呼吸，指昆虫通过呼吸器官与外界环境之间进行气体交换，即吸入氧气和排出二氧化碳，是一个物理过程；二是内呼吸，指利用吸入的氧气，氧化分解体内的能源物质，产生高能化合物ATP，是一个化学过程。,2,第一节昆虫的呼吸方式,由于昆虫体躯结构不同生活习性不同，呼吸方式也不同，主要呼吸方式有：一、体壁呼吸（如弹尾目）二、气官鳃呼吸（水生昆虫如蜉蝣的气管腮和蜻蜓直肠腮）三、气泡和气膜呼吸（水生昆虫如龙虱）四、气门和气管系统（大多数陆栖昆虫）五、寄生昆虫的呼吸方式,3,第二节气管系统的结构与功能,气门（spiracle）：气管在身体两侧的开口气管(trachea)（主气管、支气管）气囊(airsacs)：气管的膨大部分微气管：气管分支末端位于组织的部分,1、气管系统的组成,4,2、气门,（一）气门的分布类型1.多气门型1）全气门式：(Holopneustic)具有10对有效气门，即在中、后胸上各1对，腹部8对。如蝗虫2）周气门式：(Peripneustic)：具有9对有效气门，即中胸1对，腹部有8对。如鳞翅目幼虫3）半气门式：(Hemipneustic)：具有8对有效气门，即中胸1对，腹部7对。如蕈蚊科幼虫,5,2.寡气门型1）两端气门式：(Amphipneustic)：具有2对有效气门，即前胸1对，第8腹节上1对。如蝇科幼虫2）后气门式：(Metapneustic)具有1对有效气门，位于腹部最一节上。如蚊科幼虫3)前气门式：(Propneustic)有1对有效门，位于前胸上。如蚊科的蛹3.无气门型(Apneustic)无有效气门或虽有气门但已封闭。如摇蚊科幼虫和部分内寄生的幼虫昆虫,2、气门,6,(二)气门的构造：内闭式、外闭式。,开闭构造位于气门腔口的气门。这种开闭构造包括1对基部相联的唇形活瓣和垂叶。,外闭式气门,垂叶上着生有闭肌，当闭肌收缩时，将垂叶往下拉，使两活瓣闭合；当闭肌松驰时，活瓣由于垂叶本身的弹性而张开。很多昆虫的胸部气门具有这种外闭式构造，如蝗虫、蜚蠊、蝽类、龙虱和蜜蜂等。,蝗虫气门,7,内闭式气门,开闭构造位于气管口的气门。这种开闭构造主要包括闭弓和闭带。当闭肌收缩时，牵动闭带推向闭弓而将气管口关闭；当闭肌松弛、开肌收缩时，将闭带拉回，气管口开启。,大多数昆虫的气门，特别是腹部气门属于这种类型。这类气门的气门腔口没有活瓣，但常在气门腔口内侧有过滤结构，以防止灰尘、细菌和水的侵入。,家蚕幼虫气门,8,（一）气管的组成及其特点1.气管1）组织结构：（1）基膜（底膜）（2）管壁细胞（3）内膜（4）螺旋丝2）构造特点：（1）内膜上无蜡质（2）气管可伸缩（3）脱皮时可脱掉3)气管的功能：通风作用,3、气管,9,气管组织结构,10,（二）气管的分布和排列,11,4、微气管(tracheole)和气囊（airsac）,微气管1)概念：直径在一微米以下的末端封闭的气管。2)特点：(1)脱皮时不脱去（2）通透性强3)功能：气体交换的重要场所。气囊1)概念：气管的膨大部分2)特点：(1)薄而软(2)无明显螺旋丝3)功能：(1)增加气管内通风作用(2)增加浮力(3)促进血液循环,12,微气管：,昆虫的气管由粗到细进行分枝，当分枝到直径为25um时，伸入一个掌状的端细胞，然后由端细胞再形成一个直径在1um以下，末端封闭的微管微气管伸入组织内或细胞间，微气管的内壁和气管一样也具有螺旋丝，但在昆虫蜕皮时微气管并不随外表皮一块蜕去。,13,气囊：,气囊是气管的某些膨大成囊状，可被压缩的部分，常见于有翅亚纲昆虫中。一种有螺旋丝，一种没有螺旋丝。,气囊的功能：,（1）贮存O2；（2）强化通风作用；（3）增加浮力，有利于昆虫的蜕皮；（4）促进血液循环。,14,15,第三节气管系统的呼吸机制和控制,一、气管的通风作用:气管和气囊二、扩散作用：微气管中的呼吸机制三、气门开闭的调控,16,一、气管的通风作用1.部位1）气管2）气囊2.机制1）体躯的运动2）气管、气囊的伸缩二、扩散作用1.部位微气管2.机制1）气体分压管内的O2管外管内的CO2管外2）渗透压（微气管的通透性）,17,三、气体交换过程昆虫在休息时，微气管未稍充满体液，因此，气管内的气体只能到达体液之前，而不能透入组织。当组织活动时（如肌肉收缩），由于新陈代谢的废物增多，增大了血液的浓度，增加了血液的渗透压，微气管内的体液就向外渗透，气管内的气体就随着液体外透到达微气管未端，因而O2向血液中、向组织内扩散。CO2的排除和O2的吸入一样，也是靠扩散作用，因大气中CO2分压低，所以CO2除通过气管系统排除外，还可通过体壁扩散出来。新陈代谢废物被氧化消失以后，血液的渗透压又复原状，微气管未梢就又充满液体。,18,第四节昆虫的呼吸代谢和能量供应,能源物质及其代谢碳水化合物的氧化作用脂肪酸的氧化作用二.呼吸代谢的能量供应,19,三.呼吸商（respiratoryquotient,RQ）昆虫在呼吸过程中释放CO2与消耗氧的体积比：RQ=CO2/O2RQ=1碳水化合物RQ=0.8蛋白质RQ=0.7脂肪,20,杀虫剂影响呼吸商（RQ）如有机磷和除虫菊酯类神经毒剂，中毒初期吸O2量增加RQ小；麻痹阶段吸O2量剧减RQ大2.熏蒸剂对呼吸酶有抑制作用