五 昆虫呼吸生理PPT课件

第五章昆虫呼吸生理学，目的了解昆虫呼吸的类型。掌握昆虫气管系统的基本结构和呼吸机制；了解昆虫呼吸代谢和呼吸商的特点；了解杀虫剂与昆虫呼吸系统的关系。主要内容是昆虫呼吸；昆虫气管系统的组成和功能；昆虫的呼吸代谢特征；杀虫剂对昆虫呼吸代谢的影响。嘿。3、4，Graham，J.B .R.Dudley，N . Aguialandc . Gans . 1995 .InventionsOfthelate古生代生物物理学和进化.自然3753360117-120 .巨型史前昆虫。5。翼展高达2.5英尺(接近1米)的巨型史前蜻蜓化石是地球历史上最大的昆虫。6。在高氧气浓度的天气条件下，昆虫变化很大。大约3亿年前，空气中氧气的比例与今天大不相同。当时，氧气的比例达到了31%到35%。即使昆虫呼吸系统的体积相对较小，昆虫也能满足对氧气的需求。因此，昆虫可以长得更大，而不受氧气供应不足的限制。“亚历山大凯撒博士，美国中西部大学基础科学系生理学系，7.空气中高浓度的氧气增加了空气压力，从而促进氧气渗入蠕虫体内。大约2.5亿年前，地球上的氧气浓度下降，植物产生叶绿素。地球大气中的氧气水平会波动。缺氧环境导致许多物种灭绝。呼吸系统的功能是为细胞和组织提供氧气。消除内部呼吸产生的二氧化碳；氧气和循环系统一起被提供给飞行肌肉。昆虫的呼吸系统是一个开放的呼吸系统。昆虫呼吸包括外部呼吸和内部呼吸。外部呼吸，包括O2的进入和CO2的去除，是昆虫体内气体的交换过程和一个物理过程。内部呼吸主要是指氧气与基质结合产生能量的过程，而细胞内呼吸产生能量的过程是一个化学过程。由于昆虫不同的身体结构和生活习惯，呼吸模式也有所不同。主要呼吸方式有：体壁呼吸、气管鳃呼吸、直肠鳃呼吸、物理鳃呼吸(气泡和气膜呼吸)和寄生昆虫的特殊呼吸方式。气管系统呼吸是昆虫的主要呼吸方式。昆虫的横截面解剖显示，昆虫通过气管系统吸入空气。气管系统由气管和微气管组成。绝大多数来自：外胚层的昆虫通过由气管组成的呼吸系统交换气体。气管在昆虫体内逐渐分支成一个完整的气管网络，并通过瓣膜向体壁开放。通过阀门的开关调节，气管内的气体交换可以有序进行。阀门位于昆虫的胸部和腹部，胸部位于侧板上，腹部位于背板的两侧或侧膜上。通常有10对瓣膜，胸部2和腹部8。(1)阀门及其启闭机构1阀门分配型1)多阀型1)全阀型：10对有效阀门，即1对在中胸部，1对在后胸部，8对在腹部。像蝗虫一样。(2)周瓣型：9对有效瓣，即中胸1和腹部8。如鳞翅目幼虫；(3)半瓣型：8对有效瓣，即中胸1和腹部7。如蝇科的幼虫；(1)两对两端瓣型的有效瓣，即前胸1，第8腹节1，如蝇科幼虫；(2)后瓣型1对有效瓣，位于腹部的最后一段，如蚊幼虫；(3)位于胸部的前阀1型一对有效阀。如蚊子科的蛹；3)无阀型没有有效阀或有阀但关闭，如摇蚊幼虫和一些寄生幼虫和昆虫。注意：在一些昆虫中，前胸的第一个瓣膜是由胸中段的瓣膜进化而来的。大多数原生孢子梗和弹尾纲原生孢子梗没有气管系统。(2)阀门的结构阀门是阀体壁面上的空气管道及其辅助启闭机构的开口阀门附近有阀门压盖。陆生昆虫的分泌物可以提高灰尘吸附的效率。水生昆虫可以分泌疏水性物质来防止阀门被水弄湿或淹没。根据开关机构，阀门可分为外闭阀和内闭阀。外部闭合瓣膜结构的打开和关闭机构包括一对唇形瓣和竖直叶片，内收肌在瓣膜腔开口处附着在叶片上。开闭机构当内收肌收缩时，垂直的叶片被拉下，瓣膜关闭。当内收肌放松时，唇瓣根据自身弹性打开，瓣打开。内闭阀1)形成筛板和由细毛构成的过滤机构。闭合弓，由瓣膜腔壁骨化形成的半圆形弓；封闭带，在封闭弓的相对侧由阀腔壁形成的软内壁；闭合棒，闭合弓和闭合带之间的骨碎片；闭合肌肉，闭合带和闭合杆之间的肌肉；张开肌肉，闭合杆带生肌。25、筛板26、阀筛27、2)当关闭肌的关闭机构收缩时，关闭弓拉动关闭带向相反侧推动，关闭气管开口；当内收肌放松时，由于内收肌弓的弹性或开口肌的收缩，闭孔带被拉回，气管开口被打开。气管系统1。气管系统的一般结构昆虫的气管系统包括一定排列的大小直径的管状气管和支气管，以及分布在组织或细胞之间的微管。身体壁上气管的开口是一个阀门，许多昆虫也有由气管的一部分特别形成的气囊，可以加强通风。根据气管的直径，可分为主气管、次气管、三级气管和微气管。主气管，副气管，三级气管，微管。32，2。气管结构和特征(1)气管结构从气管导管壁细胞层的外层到内层分为内层和外层。内层与体壁上表皮相同，不含蜡保护层；外层是原始表皮，由甲壳质和蛋白质分子组成，以向内褶皱的方式形成螺旋增厚，称为螺旋丝。内膜的最大特征是螺旋丝的局部增厚。在蜕皮过程中，气管内膜及其螺旋丝形成蜕皮，将细胞留在管壁上，从气管的连接部分(灰色和白色部分)脱落，并与整个蜕皮一起从瓣膜中脱出。气管系统的分布和排列背气管：背肌和背血管的原始脏气管：消化道、脂肪体、生殖腺腹气管：腹肌和腹神经每个体节有一对瓣膜和它们发出的气管，相邻的瓣膜和气管不相连。38、39、阀门滤网、40、背气管、背气管、纵干气管、脏气管、内脏侧、纵干腹气管、纵干腹气管、纵干气管、纵干气管、同侧的前后气管相连，其中纵干侧是连接同侧所有瓣膜的气管，从胸部的第一对瓣膜到腹部的最后一对瓣膜，形成气体的主要通道。一些昆虫，如家蝇幼虫，有发育良好的背气管纵干。后气管后气管纵干后气管联锁气管内脏气管内脏侧纵干腹侧气管腹侧气管纵干腹侧气管联锁阀气管侧纵干从而形成在昆虫体内向四面八方延伸的气管网，前后阀连通，同一整体段的阀左右连通。气管连接在鳞翅目昆虫中很常见。除了直接向体内的组织和细胞供氧和清除二氧化碳外，气管还有一种特殊的功能。此外，气管还具有结缔组织的功能，可以支撑和固定血液腔内的许多游离组织，特别是用于脂肪体和生殖管的固定。血细胞没有明显的气管供氧，经常附着在其他组织上获取氧气。气囊许多气管的主要和次要部分当气管分支的直径达到2-5微米时，微导管进入手掌端细胞，然后分离出几个直径小于1m的微导管。长度200-400 m，直径0.2-0.5m。末端细胞也分泌内膜和螺旋丝以保持微导管的弹性。微管的分布一般不渗透到需氧细胞中，而是分布在细胞膜的内陷处，靠近线粒体几微米。对于代谢旺盛的组织，气管和微导管分布较多。微管脱落(1)在许多昆虫中，如鞘翅目和半翅目，微管不脱落；(2)在白蚁和蟑螂等更原始的昆虫中，微管也参与剥皮。第二气管系统的呼吸机制身体小或行动缓慢的昆虫只能依靠气体的扩散来满足呼吸的需要。然而，对于活跃的和飞行的昆虫，除了气体扩散之外，还需要通风以确保氧气的快速供应，并尽快消除体内产生的二氧化碳和过量的水。扩散1。氧气扩散O2分压=大气压力21%大气压力气管压力支气管压力微气管压力组织方向O2扩散：大气压力气管压力支气管压力微气管压力组织不断消耗氧气，因此氧气可以通过扩散进入蠕虫体内。二氧化碳扩散CO2分压=大气压力0.04%大气压力气管压力支气管压力微气管压力休息期间的呼吸代谢率；成虫期呼吸代谢率幼虫期前期蛹期；昆虫滞育和越冬期间的呼吸代谢率生长发育期间的呼吸代谢率。杀虫剂与昆虫呼吸