昆虫的内部器官和功能

1、第二章第二章 昆虫的内部器官和功昆虫的内部器官和功 能能 一、体腔和内部器官的位置 体腔和内部器官 的位置 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。 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。 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

2、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。 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。 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

3、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 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。 1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)

4、、纵肌(longitudinal muscles)、环肌 (cirular muscles)和围膜(peritoneal membrane)6 层。 （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。 （2）食道（Oesophagus)：位于咽喉之后的狭长的 管道，它是食物的通道。 （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。 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

5、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。 （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。 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。 （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

6、触；阻止中肠内食物倒 流入前肠。 2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34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26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。 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

7、分等直接经后肠排出体外。 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。 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。 3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(re

8、ctum)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。 4、食物 的消化 和吸收 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，

9、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 昆虫排泄器官的主要功能是排除体内新陈代谢产生 的2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2、水、含水量氮素的废物和 无机盐类的结晶等，总称为排泄物 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

10、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。 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。 1.马氏管的构造及其排泄机能 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，一般化为条，少则条（如 蚧类），多达多条（直翅目昆虫）。 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。 A、马氏管的功能 马氏管的主要功能

11、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。 B、其它排泄器官 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。 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 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

12、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。 1、背血管的构造 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。 A、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。 B、心脏 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

13、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。 2、血液循环途径 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。 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。 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。 血液从翅的前缘进入，再由于 翅的后缘的辅搏动器

14、 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。 3、昆虫的血液及其功能 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

15、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 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。 1、气管系统的构造和分布 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

16、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。 2、气门的构造及形式 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。 常见有下例5种形式； .全气门式 胸部二对,腹部八对,例蝗虫 .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。 .前气站式:只有胸部有一对气门开放.。如蚊 虫的蛹。 .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。 .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 昆虫的神经系统来源于外胚层，

17、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。 1、神经系统的构造和类型 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。 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）。 按

18、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。 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。 A、中枢神经系统 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。 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 发出神经通至胸早间和翅，是控制运

19、动的神经中心。 腹部8对神经位于18腹节，最后一个神经节系由 810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。 B、交感受神经系统。 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 C、周缘神经系统 包括除去脑和神经节以外的所有感觉神经纤 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。 2、昆虫的感觉器官 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

20、反应。昆虫的感觉器主要分为4 类： 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。 听觉器 昆虫感受声波刺激的感受器，称为听觉器。 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。 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 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

21、 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。 1、主要内分泌 器官 及其所分泌的内激素与功能 A、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 。 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， 因而脑激素又叫“促前胸腺激素”；脑

22、激素还可 影响 和调节昆虫许多内部器官的生理作用。 B、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 。 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 C、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。 咽侧体受脑激素的刺激，可分泌保幼激素。 保幼激素的主

23、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。 D、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。 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

24、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。 2、昆虫的外激素 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。 A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

25、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。 B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。 C、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 。 D、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。 E、聚集外激素

26、 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。 3、昆虫激素的应用 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。 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