昆虫生理学课程作业

昆虫生理学课程作业资环学院农业昆虫与害虫防治专业

郭钰学号：2010222017

1 简述昆虫消化系统的结构及其结构的功能

昆虫的消化系统包括一根自口到肛门，纵贯于血腔中央的消化道，以及与消化有关的唾腺。（1）昆虫的消化道，主要是摄取、运送、消化食物及吸收营养物质，此外，还具有控制水分平衡和排泌作用的特殊功能。（2）昆虫的唾腺开口于食道，咽及口腔内所有腺体的总称。由皮细胞内陷而成，根据开口的位子，分别称上颚腺，下颚腺，下唇腺，主要是分泌唾液，有的特化为丝腺和毒腺。一般开口于口器部分的一对腺体为唾腺。如沙漠蝗的唾腺：由唾管和腺体组成；刺吸式口器昆虫腺体分为主腺和附腺，主腺细胞在剌入寄主组织时形成口针鞘。功能主要是分泌消化酶；润滑口器和溶解食物；分泌蜡丝；分泌抗凝素；分泌性引诱物质。根据消化道发生的来源和功能的不同，其结构可分为：

（1）前肠：由咽喉，食道，嗉囊和前胃组成。

（2）中肠：前端与前肠相连，后端以马氏管的着生处与后肠分界。一般由前后粗细相似的管状构成。

（3）后肠：由回肠，结肠和直肠组成，以马氏管为界，还有突入肠腔内的幽门瓣和直肠垫。功能：

（1）前肠：起源于外胚层。具有摄食、磨碎、暂时贮藏和初步消化食物的功能。

（2）中肠：起源于内胚层。又叫“胃”，是分泌各种消化酶，消化食物及吸收营养物质的主要部位。

（3）后肠：排除食物残渣和代谢废物，吸回水分和无机盐，调节血液渗透压和离子平衡的功能。

另外，在前、中肠之间有喷门瓣，用以调节食物进入中肠的量；在中、后肠之间有幽门瓣，控制食物残渣排入后肠。

2 中肠细胞的组成及各类细胞的功能

从超微结构看，中肠的细胞由4类组成：柱状细胞、杯状细胞、再生细胞、内分泌细胞。功能：

（1）柱状细胞：具有分泌消化酶和吸收消化产物的功能，是肠壁细胞中最基本的一类，它的顶膜特化成微绒毛，基膜形成深深的内褶，内含线粒体。质膜的特化增加了细胞的表面积，提高了对消化产物的吸收能力。

（2）杯状细胞：调节血淋巴中钾离子的含量的功能。主要存在于鳞翅目和毛翅目幼虫中，以及蜉蝣目和捻翅目昆虫中，在肠壁上方与柱状细胞相间排列。

（3）再生细胞：是一种具有分裂增殖能力的小型细胞。功能是补充因分泌活动而消耗的细胞，或在蜕皮和化蛹中更新旧的细胞。

（4）内分泌细胞：细胞内有分泌颗粒，主要分泌消化酶和吸收作用。

3 昆虫的呼吸方式与呼吸机制

由于昆虫生境和昆虫结构上的差异，呼吸方式多种多样如水生昆虫的气管鳃呼吸、气泡、气膜呼吸；内寄生昆虫的体壁呼吸；卵子的气盾呼吸等。

（1）体壁呼吸：有些昆虫没有气管系统，或仅有不完整的气管系统，气体交换经体壁直接进行。

（2）气管鳃呼吸：一些水生昆虫如蜉蝣目和蜻蜓目的稚虫，体壁的一部分突出呈薄片状或丝状的结构称气管鳃，其内分布有丰富的气管，昆虫利用鳃和水中氧的分压差来摄取氧气。（3）气泡和气膜呼吸：是水生昆虫的一种特殊呼吸方式，常称“物理性鳃呼吸”。

（4）气门和气管呼吸：绝大多数陆栖昆虫的呼吸方式。昆虫依靠气管系统的通风和扩散作用，使体内各组织直接吸取大气中的氧气和排出二氧化碳。

（5）其它呼吸：a、有的昆虫腹部末端形成长的呼吸管，上有气门开口，气门周围生有油质的拒水毛，呼吸时常以体末端倒悬于水面上，直接吸取空气（蚊幼虫）。b、水稻食根叶甲幼虫，后端特化成剌，剌入植物茎中，从植物细胞间隙获得氧气。c、寄生昆虫的呼吸通常依靠体壁的渗透作用从寄主体液或组织中摄取氧气，或以气门穿透寄主的体壁从大气中获取氧。

呼吸机制：

气体在气管系统内的传递主要靠气体的扩散作用和虫体的换气运动完成的，气管系统是吸氧的器官，又是把氧输送到组织细胞的运输系统。

（1）气管的通风作用：气管系统产生两种适应结构，即：气管本身具有伸缩性，收缩时，气管的容积可减少30%；气囊可被血压或体躯弯曲等压缩，表现出风箱作用。当体驱收缩时，气管随之缩短而血压则升高，气囊被压缩或压扁，此时气流排出；当体驱伸展时，气囊因本身的弹性而扩大并充满气体。这样的结果使得气囊和气管中经常充满新鲜的空气。（2）微气管的呼吸机制：微气管末端常充满液体，当组织活动时，产生的代谢物使组织液的渗透压升高，微气管末端的液体进入组织，其液体上面的空气柱也随之扩散到微气管末端和管外，直接与进行氧化作用的细胞接触，进行气体交换。当组织停止活动时，代谢产物在

氧的作用下被氧化，组织液的渗透压下降，微气管末端又重新充满气体。

（3）气门开闭的调控：昆虫在正常呼吸过程中总是尽量减少气门开启。一般来讲，气管内二氧化碳的浓度达到临界点时，气门即开启。由于气管内和体外氧及CO2的分压不同，体内氧消耗，管内分压必然低于体外，大气中的氧向管内扩散，扩散经气门进入气管、支气管、微气管而终止各组织。

4 呼吸的神经调节

控制各节气门开闭的神经是由前一神经节发出的，由前一体节神经控制后一体节的气门的开闭。

机制：（1）组织兴奋时，氧从气管系统向兴奋组织运送，随后代谢产生的CO2形成，通过血液循环CO2达到神经后气门面就开放。

（2）认为代谢产生的CO2剌激CO2感受器（特化的神经细胞），将剌激转化为电脉冲而使气门开放。CO2浓度增高，可直接剌激气门开肌，使气门开放。

5 昆虫能量代谢的特点有哪些？

昆虫利用碳水化合物，蛋白质和脂肪这三大类物质作为能量的来源，这与其它生物是相同的，但昆虫在能量代谢中有它的特点：

（1）部位：脂肪体（合成与贮藏），肌肉（利用）。

（2）能源：

a、碳水化合物的代谢：来源于食物中的单糖，体内的糖元和海藻糖；包括无氧酵解（腿肌和体壁肌）、a-磷酸甘油酯循环（飞行肌）、磷酸戊糖途径（脂肪体）、三羧酸循环（线粒体，三大物质代谢中心和能量代谢库）

b、脂肪代谢：一般以甘油二酯为主进行体内转化与代谢。因此昆虫在脂肪体内贮存大量脂肪，目的是远距离迁飞或滞育期克服寒冷和饥饿。

c、氨基酸的代谢：经过转氨作用生成酮酸，如谷氨酸脱氨生成a-酮戊二酸，丙氨酸脱氨生成丙酮酸，这些为三羧循环提供代谢中间体，启动丙酮酸彻底氧化；舌蝇和马铃薯叶甲则以脯氨酸作为能源物质。

d、呼吸商：有机体呼吸时释物CO2的量与吸收O2的比值通常称呼吸商。意义是从呼吸商判断机体代谢的主要消耗的物质。

（3）飞行时能量消耗巨大，是人类的30-50倍。

（4）能量代谢受激素神经系统的调控：这些激素有高血糖激素、低血糖激素、脂肪动员激素，均由心侧体合成并释放。