第二篇昆虫的内部解剖结构

第二篇昆虫的内部解剖和生理重点与难点：本篇主要阐明昆虫内部器官的位置与形态结构，各系统的主要生理机能，及在个体生存、种族繁衍的作用，在害虫防治中的应用。

学生在学习过程中应从昆虫个内部器官系统的基本构造入手。

昆虫生理学是研究昆虫体被各组织、器官、系统的结构、机能及其调节机制，控制昆虫生命活动与行为的一门学科。

了解并掌握昆虫的内部解剖知识，是学好昆虫生理学的前提。

第一章昆虫内部器官的位置重点与难点：昆虫的内部器官系统、体腔和血窦。

内部器官系统的名称和位置。

体腔、血腔、血窦、隔膜等。

昆虫与其他节肢动物一样，其体躯的外面为一层含有几丁质的躯壳，即体壁。

躯壳内部充塞着各种组织和器官等。

昆虫的体壁是一个纵贯的通腔，又叫血腔，昆虫所有内部器官都位于血腔内，直接浸浴在血液中。

血腔有肌纤维和结缔组织构成的隔膜在纵向分隔成两三个小血腔，称为血窦。

位于腹部背面、背血管下面的一层是背膈，它将血腔分隔成背血窦和围脏血窦。

有些昆虫中，腹部腹板两侧之间还有一层腹膈纵隔其间，腹膈下面的血窦称腹血窦。

第二章体壁重点与难点：体壁对维持昆虫正常生命活动的作用；体壁的构造（底膜、皮细胞层、皮层）；表皮的化学成分（几丁质、蛋白质、脂类、多元酚及其氧化酶、色素）；脱皮（脱皮过程、脱皮的激素调控、鞣化作用的激素调控）；昆虫体壁的色彩（色素色、结构色、结合色）；体壁的衍生物，表皮的通透性（水分、气体、杀虫剂等）。

昆虫的体壁是体躯的最外层组织，有单一的细胞层及其分泌物组成，是昆虫内部器官和外界环境之间的保护性屏障，既能防止体内水分的蒸发，又能防止外来物质的侵袭。

表皮硬化成外骨骼，可保持昆虫的体形，内陷部分用以附着肌肉。

第一节体壁的构造昆虫的体壁来源于外胚层，有里向外可分为底膜、皮细胞层和表皮层，表皮层是皮细胞分泌的产物，底膜由血细胞分泌而成。

1. 膜底膜由皮细胞基膜下方的双层结缔组织，由含糖蛋白的胶原纤维构成，具有选择通透性，能使血液中的部分化学物质和激素进入皮细胞。

2. 皮细胞层皮细胞层为一层单细胞层，细胞排列整体。

细胞近表皮的一侧的质膜形成微绒毛，与溶离、吸收旧表皮和分泌、沉淀新表皮活动有关。

皮细胞在发育过程中可特化成腺体、绛色细胞、毛原细胞及感受细胞等。

3. 皮层表皮层是由皮细胞分泌的一种异质的非细胞层，分为内表皮、外表皮和上表皮3层。

内表皮由皮细胞向外分泌形成，是表皮层中最厚的一层。

主要含几丁质和蛋白质的复合体，或粘多糖蛋白质，呈多层薄片状。

外表皮是经过鞣化反应形成的含骨蛋白层。

蜕皮时，外表皮全部退去。

上表皮分为护蜡层、蜡层和表皮质层。

第二节表皮的化学成分表皮的主要组分是几丁质和蛋白质，此外还有脂类、色素和无机盐类。

1. 几丁质是昆虫表皮的主要成分之一，占表皮干重的25%-40%。

几丁质为无色无定型固体，不溶于水、稀酸、稀碱、酒精、乙醚等有机溶剂。

在脱皮期间，表皮中的几丁质受几丁质酶和几丁二糖酶的作用而降解。

2. 蛋白质是昆虫表皮各层的主要成分，约占表皮干重的一半以上。

蛋白质成分随昆虫的发育阶段而变化。

3. 脂类主要以蜡的形式存在于上表皮中，含有醇、碳氢化合物、脂肪酸、酯类等。

此外还含有多元酚及其氧化酶、色素等。

第三节脱皮昆虫的体壁由于外表皮的硬化，形成外骨骼，阻碍了昆虫的生长，幼虫只有进行周期性脱皮，才能继续进行生长发育。

脱皮是一个复杂的生理过程，并受激素的调控。

1. 脱皮过程包括皮层溶离、旧表皮的消化和新表皮的沉淀等一系列连续的生理过程。

首先皮细胞进行有丝分裂，皮细胞有扁平状变为圆柱状。

由于皮细胞的形状改变所产生的表面张力导致在皮细胞层与内表皮之间产生一个小的间隙，这一过程称为皮层溶离。

随后皮细胞开始在这一间隙中分泌脱皮液，其中含有蛋白酶和几丁酶，可消化旧的内表皮。

脱皮前蜡管分泌蜡层，随后昆虫开始脱皮，脱皮时的昆虫一般靠吸收大量的空气或水分，并借助肌肉的的收缩活动，使蜕裂线处的血压增大，导致蜕裂线破裂，于是昆虫从旧表皮中钻出，留下“蜕”。

昆虫脱离旧表皮后，靠吸收大量空气或水分，使新表皮扩展，虫体长大。

在鞣化过程结束后，昆虫内表皮还有一个继续沉淀的过程。

2、脱皮的激素调控至少有蜕皮激素和保幼激素两类激素直接控制着皮细胞进行“表皮形成”和脱皮作用的一系列生化反应。

蜕皮激素直接作用于皮细胞核中的染色体而启动脱皮过程。

保幼激素则作用于细胞核物质，决定脱皮过程的形态表现途径，在一定量的蜕皮激素和一定浓度的保幼激素相互作用下，细胞核的特定信息物质被传入细胞质，导致形成幼虫（若虫）或蛹，或成虫表皮的生化合成。

3、鞣化作用的激素调控除蜕皮激素直接参与表皮的鞣化过程外，大多数昆虫还有另一种由神经分泌细胞产生的激素，即鞣化激素。

能启动鞣化作用。

第四节昆虫体壁的色彩昆虫的体壁通常具有不同的色彩，因其形成方式不同可分为以下3种：1、色素色色素色又称化学色，是昆虫着色的基本形式，这类体色是由于虫体一定部位有某些化合物的存在造成的，这些物质吸收某种长光波，而反射其他光波形成各种颜色。

2、结构色结构色又称物理色，是由于昆虫体壁上有极薄的蜡层、刻点、沟缝或鳞片等细微结构，使光波发生散射、衍射或干涉而产生的各种颜色。

3、结合色结合色又叫和成色，是一种普遍具有的色彩，由色素色和物理色混合而成。

环境因素对色彩的影响很大，如温度、湿度和光等。

昆虫体壁的色彩还受昆虫体内咽册体所分泌激素的影响。

第五节表皮的通透性表皮是昆虫与环境之间的一个通透性屏障，外源性化学物质在一定条件下可以船头体壁。

物质的穿透能力和速率取决于体壁的结构特性，物质的理化形状和环境因素，进入皮细胞的物质还受代谢和降解作用的影响。

1、水分昆虫由于具有开放式的气管呼吸系统，加上虫体小，暴露于空气中的表面积相应的增加，如何保持水分的散失对维持昆虫正常的生命活动来说，具有重要的生理意义。

昆虫表皮具有高度抵制水纷蒸发的特性。

2、气体昆虫的体壁、气管壁和化学感受器等部位均可为气体透过，但其速率依各种气体而不同，主要取决于外界环境中各种气体得分压。

3、杀虫剂杀虫剂等外源性化合物进入虫体比水分容易。

大部分杀虫剂都是脂溶性的，容易穿透虫体的蜡层。

许多药剂还能沿着孔道直接进入皮细胞层。

药剂的穿透能力与脂水两相中的分配系数有关。

兼具脂溶性和水溶性的药剂是比较理想的杀虫剂。

第三章昆虫的消化系统重点与难点：昆虫消化道的基本构造（前肠、中肠、后肠的组织、区分和机能）；各类昆虫消化道的变异；消化和吸收（昆虫的消化作用、影响消化酶的因素、营养物质的吸收、肠液流动循环理论、营养物质的利用）；昆虫的营养生理（昆虫的营养需要、人工饲料）；择食过程及其影响因子。

昆虫的消化系统包括一根自口到肛门，纵贯于血腔中的消化道，以及与消化有关的唾腺。

第一节消化道的一般构造和机能昆虫的消化道，主要是摄取、运送、消化食物及吸收营养物质，还具有控制水分平衡和排泌作用的特殊功能。

昆虫的消化道根据发生的来源和机能不同，可分为前肠、中肠和后肠。

前场和后肠期源于外胚层，而中肠期源于内胚层。

前中肠之间有贲门瓣，中后肠之间又幽门瓣。

1、前肠的组织、区分和机能前肠由外胚层内陷而成，因此在组织上与体壁相似，由内向外可取分为6层：内膜、肠壁细胞层、底膜、纵肌、环肌及围膜。

内膜相当于体壁的表皮层，比较厚，其表面生有短毛或小刺，在前胃部分特化成齿状或板状突起。

内膜一般对消化产物及消化酶等都表现不渗透性，所以前肠没有吸收作用。

前肠从口开始，经由咽喉、食道、嗉囊、，终止于前胃，而以向后伸入中肠前短的贲门瓣与中肠为界。

2、中肠的组织、超微结构和功能中肠是分泌消化酶、消化事物和吸收养分的主要部位。

一般昆虫的中肠呈管状，前端接前胃，后端接马氏管着生处于后肠分界。

中肠在组织上也分为六层，由内向外分别为：围食膜、肠壁细胞层、底膜、环肌、纵肌和围膜。

但与前肠相比，肠壁细胞层厚，肌肉层薄。

从超微结构看，组成中肠的细胞有：柱状细胞、杯状细胞、再生细胞和内分泌细胞。

柱状细胞具有分泌消化酶和吸收消化产物的功能。

杯状细胞与调节血淋巴中钾离子的含量有关。

再生细胞具有分离增殖能力。

3、后肠的组织和机能后肠的组织结构和功能与前肠相似，但肌肉层中的环肌在内，纵肌在外。

后肠一般分为：回肠、结肠和直肠3个部分。

后肠和中肠的交界处着生有马氏管。

回肠与直肠的交界处有直肠瓣，以调节残渣进入直肠。

第三节消化和吸收一、昆虫的消化作用昆虫的消化作用可分为肠外消化和肠内消化两种方式。

（一）肠外消化昆虫在取食前先将唾液或消化液诸如寄主组织内，当寄主组织溶解后再细回肠内的过程，称为肠外消化。

常见于具刺吸式口器和肉食性的昆虫中。

（二）肠内消化昆虫消化食物主要发生在中肠。

1. 糖类昆虫只能先将多糖和双糖分解为单糖后才能吸收利用。

2. 蛋白质昆虫将蛋白质消化成为蛋白胨和多肽后，才能被肠壁细胞吸收。

在细胞内肽酶作用下，还能进一步水解成氨基酸。

由于脂类组分比较复杂，因此昆虫对脂类的消化吸收方式也多种多样。

甾醇类不经消化就能吸收，干由三酯需要通过酶的作用分解成较小分子的甘油单酯和游离脂肪酸后，才能被吸收。

二、影响消化酶活动的因素昆虫消化酶活性受肠道pH值和氧化还原电位的影响。

三、营养物质的吸收昆虫对营养物质的吸收主要发生在中肠前部和胃盲囊中，有主动吸收和被动吸收两种。

（一）糖类物质的吸收葡萄糖按浓度梯度从肠腔向血腔扩散，并迅速进入中肠周围的脂肪体，转化为海藻糖。

（二）蛋白质和氨基酸的吸收蛋白质通常先被消化成分子质量较小的肽，再被中肠细胞吸收，进而在细胞内分界成为氨基酸，有的直接在肠腔内分解成氨基酸后再吸收。

（三）脂类的吸收食物中的脂类在肠腔内被水解成游离的脂肪酸、甘油二酯和甘油单酯。

甘油二酯通过肠壁细胞进入血腔，并以甘油三酯形式贮存在脂肪体内。

四、肠液流动循环理论五、营养物质的利用食物通过消化作用后，一部分变成为可吸收的养分，另一部分则不能吸收而排出体外，可消化吸收的部分与消耗食物的比值，称为消化系数。

一般消化系数大的营养价值高。

食物的营养价值还应以食物的转化率来衡量。

第四节昆虫的营养生理一、昆虫的营养需要昆虫所需的营养按其生理作用和功能可分为3大类：一类是用来建造身体和能量来源的多种有机物于无机物；一类是用来调节生理功能的辅助物质或附加物质；第3类是决定某些昆虫选择食物或刺激取食的激食要素。

对昆虫生长发育和生命活动比较重要的营养物质有蛋白质、糖类、脂类、甾醇、维生素、无机盐和水。

（一）蛋白质是昆虫身体基本的组成成分，又是昆虫生长发育和生殖所必需的营养物质。

（二）糖类主要供给昆虫生长、发育所需的能量，以及转化成贮存的脂肪，有些糖则为（三）脂类是昆虫贮存能量的主要化合物，还是磷脂的必需成分，而磷脂则是细胞内外各种膜结构的必需成分，因此昆虫体内常有大量的脂肪。

（四）甾醇（固醇、胆固醇）类固醇类是昆虫生长、发育和生殖必不可少的营养成分。