2022年医学专题-第十四章昆虫的呼吸系统

第十四章昆虫(kūnchóng)的呼吸系统

第一页，共二十二页。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(páichū)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。第二页，共二十二页。主要(zhǔyào)内容概念(gàiniàn)

昆虫需能的特点气管系统功能气管系统的来源、构造、组成其它的呼吸类型呼吸生理体温及体温的调节呼吸与化学防治的关系第三页，共二十二页。1.概念(gàiniàn)

新陈代谢(xīnchéndàixiè)

包括同化(tónghuà)（合成）代谢和异化（分解）代谢。呼吸作用——异化代谢物理过程：空气中的O2→各组织器官中去；体内CO2→体外。化学过程：氧化分解体内的能源物质→产生能量（ATP）；CO2→送出；水有时回收。外呼吸内呼吸第四页，共二十二页。2.昆虫(kūnchóng)需能的特点有翅，活动能力强，需能量(néngliàng)大例如：飞行需要5mlO2/克.分；人跑步需要0.055mlO2/克.分。需能量的起伏大

例如：蝗虫，飞行时需能量5mlO2/克.分；休息需要0.055mlO2/克.分。第五页，共二十二页。3.气管(qìguǎn)系统功能特点：（1）通过气管(qìguǎn)系统直接送O2到各组织器官；（2）通过气管系统将吸进的分子O2变成活化的O2。昆虫供氧，不靠血液，直接依靠气管各组织器官中去

排出体外

CO2O2主要是呼吸酶的作用：过氧化氢(ɡuòyǎnɡhuàqīnɡ)酶，细胞色素酶细胞色素酶过氧化氢酶H2+O2------------→H2O2-------------→H2O+[O]第六页，共二十二页。4.气管系统的来源、构造(gòuzào)、组成气管(qìguǎn)的来源：外胚层气管的构造：内膜、气管管壁细胞、底膜。（1）局部地方加厚，形成螺旋(luóxuán)丝。其作用：（A）抗压；（B）保持气管有弹性；（C）处于扩张状态，有利于气管气体交流畅通。（2）分化：内层膜，相当于上表皮中的角质精层；外层膜，相当于内表皮，由脂蛋白和几丁质组成。内膜：第七页，共二十二页。组成(zǔchénɡ)

气门，气管(qìguǎn)，支气管(qìguǎn)，微气管(qìguǎn)，气囊。背面背气管背纵干背气管连锁气门→气门气管内脏内脏气管内脏纵干内脏气管连锁腹面(fùmiàn)腹气管腹纵干腹气管连锁

同一侧

同一体节

分布情况第八页，共二十二页。微气管：昆虫的气管(qìguǎn)由粗到细进行分枝，当分枝到直径为2—5um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。第九页，共二十二页。气囊：气囊是气管的某些膨大成囊状，可被压缩(yāsuō)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(qìnáng)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(cùjìn)血液循环。第十页，共二十二页。★多气门(qìmén)型：最少8个a、全气门式10对蝗虫（中后胸各1对，腹部8对）b、周气门型9对家蚕（前胸1对，腹部8对）c、半气门型8对瘿蚊幼虫（前胸1对，腹部7对）气门(qìmén)：数目最多不超过10个，三个类型，6种形式。第十一页，共二十二页。★寡气门型a、两端气门型家蝇的幼虫（前胸(qiánxiōnɡ)和腹末）b、前端气门型家蚊蛹c、前端气门型蚊幼虫★无气门型

内寄生：通过体壁水生：尾鳃，气膜第十二页，共二十二页。气门(qìmén)的构造：内闭式、外闭式。开闭构造位于(wèiyú)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(qìmén)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。蝗虫气门第十三页，共二十二页。（2）内闭式气门(qìmén)

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(qiāndòng)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(shǔyú)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。家蚕幼虫气门第十四页，共二十二页。气管系统包括在昆虫体内呈现一定排列的管状气管以及分布于各组织间的微气管和气管在虫体两侧的开口—气门。此外，还包括由气管转化成的气囊(qìnáng)等组织结构。

第十五页，共二十二页。5.其它(qítā)的呼吸类型体壁：内寄生气管鳃：尾鳃，豆娘稚虫

直肠(zhícháng)鳃，蜻蜓稚虫气泡(qìpào)和气囊：水生昆虫，有些水生昆虫身体某个部位长出疏水毛，形成气泡或气膜，把气体贮存在其中。第十六页，共二十二页。6.呼吸(hūxī)生理通过气管系统输送气体的方法（气体的扩散作用，通风作用（气囊，气管）；气门的关、闭与CO2排出的关系(guānxì)；呼吸的控制中心；微气管的气体交换。特点：a、伸到组织中的末端充满组织液；b、半透性膜。（1）物理(wùlǐ)过程第十七页，共二十二页。燃料：糖源，脂肪，蛋白质氧的激活：各种呼吸酶代谢(dàixiè)途径（见书）呼吸商和呼吸系数（2）化学(huàxué)过程呼吸过程中释出的CO2与吸收的O2之间的体积之比称为(chēnɡwéi)呼吸商或呼吸系数（RQ）。呼吸商的大小可用来判断昆虫所用的能源物质种类和代谢途径。RQ＝1时表示消耗的是碳水化合物；0.8表示消耗的是蛋白质；0.7表示消耗的是脂肪。第十八页，共二十二页。7.体温(tǐwēn)及体温(tǐwēn)的调节（1）热能(rènéng)的获得：昆虫是变温动物，外热源(rèyuán)动物。运动；太阳辐射：调节晒太阳的位置，例蝗虫，身体与阳光平行，38.3℃，垂直，41.6℃。第十九页，共二十二页。a、体躯位置b、体表有特殊(tèshū)的构造（鳞片）c、社会性昆虫：特殊的方式（2）热能(rènéng)的调节例如蜜蜂，夏天巢温34——35℃，实际上气温是高于35℃，运水降温；振动翅膀，起通风作作用（扇子）。冬天，运动，腹部肌肉的收缩白蚁：恒温（巢温），巢的结构(jiégòu)特殊，本身有通风设备。冬天温度不够，引进真菌，使之发酵，产生热量，维持巢温。第二十页，共二十二页。8.呼吸(hūxī)与化学防治的关系机械堵气门：40-50年代，油乳剂。合成有机农药：90%以上是神经毒剂，呼吸(hūxī)本身就是由神经控制的。神经毒剂最后破坏的都是呼吸(hūxī)代谢。神经毒剂抑制呼吸酶的作用，例如：氰化钾——氰化气，破坏细胞色素氧化酶；鱼藤酮，抑制线粒体上的辅酶，影响三羧酸循环。用药与环境：昆虫生活的环境和昆虫体内生理状况。熏蒸