第八章 昆虫肌肉生理
昆虫生理
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、衍射或干射而产生的各种颜色合成色：这是一种普遍具有的色彩，它是由色素色和物理色混合而成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穿透体壁体腔：体壁与消化道之间的空隙血腔：由于昆虫的背血管是开放式的，血液在循环过程中要流经体腔，再回到心脏，所以昆虫的体腔又叫做血腔血窦：昆虫的血腔由肌纤维和结缔组织构成的膈膜在纵向分隔成两三个小血腔，称为血窦消化系统：纵贯于中央（即围脏窦）的一根管道即消化道，它的前端开口于头部的口前腔，后端开口称肛门循环系统：在消化道的背面，有一根前端开口的细管，称背血管，它是推动血液循环的主要器官神经系统：在消化道的腹面，有纵贯于腹血窦的腹神经索，它与脑组成昆虫的中枢神经系统呼吸系统：用以呼吸的气管系统以主气管和支气管网分布在围脏窦内消化道的两侧、背面和腹面的内脏器官之间，再以微气管伸入各器官和组织中肌肉系统：肌肉系统则附着于体壁内脊、低膜下面、附肢和翅基关节以及内脏器官的表面，使昆虫表现出各种行为内分泌系统：主要的内分泌腺体，如心侧体、咽侧体和前胸腺等，位于头部、前胸内咽喉及气门气管附近激素是由内分泌器官分泌、在昆虫体内起调控作用的微量化学物质。
排泄循环：通过端段以水溶液的形式从血液中吸收代谢废物，不断转入后肠；基段和直肠细胞将水分和无机盐选择性再吸收，并移除代谢废物贮存排泄是指血液中的的部分代谢产物被某些器官或组织吸收并贮藏起来，而不马上排出体外的特殊排泄方式昆虫生理学：是研究昆虫体内各组织、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科学色素色：又称化学色。
是由于虫体一定部位有某些化合物的存在而造成的，这些物质吸收某种长光波，而反射其它光波形成。
消化系数：食物经消化作用后，可消化吸收的部分与消耗食物的比值，称为消化系数肠外消化：昆虫在取食前先将唾液或消化液注入寄主组织内，当寄主组织溶解后，在吸回肠内的过程，称为肠外消化。
昆虫生理生化学讲稿
昆虫生理生化学讲稿绪论1、昆虫生理生化学实际上是昆虫纲的生理学与生化学，但昆虫种类如此之多，进化程度和生活方式又各不相同。
因此昆虫生理生化学都是比较生理生化学。
并且许多最基本的原理都是用典型的模式来说明，例如：体壁和脂肪体的功能，变态和脱皮的的生理机制，血液的开放式循环和免疫机制，激素的种类和它们的调控作用（吸血蝽和天蚕蛾）等，这样，就构成了众多的经典模式。
因此，当今的昆虫生理生化学，也就是10多种模式昆虫为主的生理学和生化学。
2、传统的昆虫生理和生化学基础主要是英国昆虫学家Wigglesworth创立的，他从20年代起，以吸血蝽为材料研究昆虫生理学，1934年出版了世界上第一部《昆虫生理学》，经历50年，该书陆续出到了第八版，他用经典的方法和开创性的研究工作为现代昆虫生理学理论奠定了基础。
3、从昆虫学家们对昆虫内激素的研究和认识的不断深入，特别是在二次大战以后，德国昆虫学家分离和提取了蜕皮激素以来，昆虫生理学进入到了一个迅猛发展的阶段。
激素化学结构的确定，为昆虫生理学向分子水平迈进奠定了基础。
在我国，昆虫生理及生化学的研究，已有近60年的历史。
如在天敌的人工饲料、赤眼蜂的人工卵、害虫的激素防治、蚕繁育与饲养和昆虫的信息联系等方面的研究均取得了长足的进步，并在害虫防治、家蚕饲养和天敌利用等方面得到了应用。
4、物理学、信息论和遗传学等学科的发展同时也大大地促进了昆虫生理和生化学的发展。
如电子显微镜的应用就使昆虫的组织结构研究发展到了细胞和亚细胞水平；智能科学的发展为我们阐明昆虫的神经生理和行为动作提供了线索。
5、几个基本概念（1）、组织：多细胞动物是由不同形状和不同机能的组织构成的。
是由一些形态类似、机能相同的细胞群构成的，每种组织各完成一定的机能。
例如：血液即由各种血细胞和血浆组成。
（2）、器官：就是由几种不同类型的组织联合形成的、具有一定的形态特征和一定生理机能的结构。
各个组织均有机地结合在一起。
储藏物昆虫的生理学—肌肉系统及其生理
四、昆虫肌肉收缩的机制和能量来源 昆虫肌肉收缩的能量来源一般分为两种情况： 足肌和一般体壁肌在肌肉收缩时，细胞中的中间代谢物α-磷酸甘油酯、丙酮酸 和乳酸被释放出米，参加线粒体中的三羧酸循环与呼吸链进行的“氧化磷酸化耦联” 等反应合成ATP，开供应昆虫活动所需要的能量。 在昆虫的飞翔肌中，主要以“磷酸二羟丙酮”参加α-磷酸甘油酯循环和呼吸链 进行有氧代谢，供应快速飞翔需要的大量能量。昆虫在飞翔中不产生乳酸或产生很 少量的乳酸，产生的丙酮酸也较少。此外，昆虫翅肌中还含有占体内全磷量50%的 磷酸化合物及75%的磷酸腺苷（ATP、ADP、AMP）和磷酸精氨酸等能量转移化合物。
第八节 肌肉系统及其生理
三、肌肉的结构 昆虫肌肉上的神经分布形式属于多支神经分布型，即每一条肌纤维上分布有几 个神经元发出的神经末梢。这些神经末梢在肌纤维上相互间隔的距离很小，分布非 常均匀。在成对分布的神经纤维中，有一条控制肌肉快速收缩的神经纤维，称为 “快收缩神经”；另一条控制慢收缩和松弛的神经纤维，称为“慢收缩神经”。有 些种类昆虫的神经末梢分成很多细枝，分布到肌纤维上或环绕着肌纤维；有些种类 的神经末梢不伸入肌纤维而终止于肌纤维之间；还有些种类的神经末梢形成一扁形 或锥形的“端板”（叫杜氏锥）终止于肌肉的表面。昆虫的神经与肌肉的接点也形 成突触性接触。但许多资料报道，昆虫体躯肌肉的神经传导递质不是乙酰胆碱，而 是氨基丁酸和谷氨酸。
第八节 肌肉系统及其生理
三、肌肉的结构 昆虫的肌肉由许多平行排列的肌纤维组成。肌纤维是一种细长的多核细胞，外 面包有一薄层肌膜，其内由许多细而平行的和充塞于其间的肌质所组成。各肌原纤 维的明暗带相并列，使整条肌肉纤维呈现出明暗相间的多段现象，这种肌肉被称为 横纹肌。 每根肌原纤维由若干个较宽的A带和较窄的I带交替组成。A带由含肌球蛋白的 粗肌丝和含肌动蛋白的细肌丝所构成。I带由只含肌动蛋白的细肌丝所构成。在光学 显微镜下，密度大、折光系数高的A带发暗，称为暗带；密度小、折光系数低的I带 发亮，称为明带。在暗带中央有一小段发亮的小区，称为中带，中带只含有由肌球 蛋白构成的粗肌丝。在明带中央有一条致密而狭窄的Z线，叫做端膜，两端膜之间的 一段称为一个肌节。
昆虫解剖实验方法
第四篇昆虫的内部解剖和生理第一章内部器官及生理系统的位置第二章体壁及其生理第三章消化系统及其生理第四章循环系统及其生理第五章呼吸系统及生理第六章排泄器官及其机制第七章昆虫的肌肉及其生理第八章神经系统及其生理第九章感觉器官和行为第十章内分泌系统及其生理第十一章生殖系统及其生理研究昆虫内部器官的基本结构，组织，机能及它所在生命活动中的作用。
找到“同源”关系，万变不离其宗第一章昆虫内部器官及生理系统的位置昆虫为开管式循环系统（体腔即血腔），内部器官浸浴其中。
一．血腔（血窦和膈膜）血窦——昆虫的血腔由肌纤维和结缔组织构成的膈膜在纵向分隔成两个或三个小血腔，称为血窦。
二．内部器官和生理系统的位置1．个体生命器官（１）消化道纵贯血腔中央（前端开口头部口前腔，后端开口肛门）。
（２）马氏管——中肠与后肠交界处，专司排泄的细长管道。
（３）背血管——纵贯背血窦中的一根前端开口的细管。
（４）腹神经索——纵贯腹血窦中的一条神经索，昆虫的中枢神经系统。
（５）气管系统——围脏窦内消化道两侧，背面，腹面的内脏器官间。
（６）肌肉系统——附着于体壁内脊，底膜下，附肢，翅基关节，内脏器官表面等。
（７）内分泌脉体——心侧体，咽侧体，前胸腺，位于头部和前胸内咽喉及气门气管附近。
（８）脂肪体——背血窦与围脏窦中。
背血管2．种繁殖器官背血窦卵巢，丸等构成的生殖系统。
背膈*昆虫生理系统与脊椎动物的不同之处：围赃窦（１）昆虫的背血管位于消化道背面。
脂肪体（２）血液经体腔循环，是开管系统。
腹膈（３）昆虫的中枢神经系统的腹神经索位于腹神经索消化道的腹面。
腹血窦（４）昆虫的体壁肌肉着生于外骨胳及其内脊的内面。
图3-1 昆虫腹部横切面第二章昆虫体壁的生理和脱皮机制体壁由胚胎的外胚层一部分未分化的细胞形成的皮细胞层及其分泌物(表皮)组成。
第一节体壁的结构（前已述，略！）第二节昆虫的脱皮过程一、脱皮现象硬化的体壁（外表皮），无延展性，体躯的生长，发育须在脱皮的过程中进行。
昆虫的内部结构及生理
昆虫的内部结构及生理昆虫是地球上数量最多、种类繁多的动物之一，其内部结构和生理对于了解昆虫的适应能力和生活习性具有重要意义。
下面将从三个方面介绍昆虫的内部结构及生理：外骨骼结构、器官系统和生命循环。
外骨骼结构是昆虫的独特特点之一、昆虫的外骨骼是由几层坚硬的外膜组成的，它提供了昆虫身体的支撑和保护。
外骨骼结构使得昆虫具有很高的机械强度和抗压能力。
同时，外骨骼还起到了保持昆虫体形稳定、维持内部器官位置的作用。
但是，外骨骼的僵硬性也限制了昆虫的身体运动能力。
为了解决这个问题，昆虫的外骨骼上还有许多大小不一的关节，这些关节可以自由弯曲，使得昆虫可以进行各种复杂的动作。
与外骨骼结构相对应的是昆虫的器官系统。
昆虫的器官系统包括消化系统、呼吸系统、循环系统和神经系统等。
消化系统是昆虫体内负责将食物转化为能量和营养物质的关键系统。
昆虫的消化系统包括口器、唾液腺、食管、胃和肠等。
另外，昆虫的消化系统中还存在一些特殊的器官，比如食物储存器官和分泌物储存器官。
这些特殊器官的存在使得昆虫能够在特殊环境下存储和利用食物。
昆虫的呼吸系统与哺乳动物和鸟类有很大的区别。
昆虫的呼吸系统是通过气管来实现的，气管直接与昆虫体内的组织相连，通过气管分支将氧气输送到各个组织细胞。
在昆虫呼吸中，空气在气管中通过扩散来进行气体交换。
这种呼吸方式使得昆虫能够迅速获得氧气，满足其高代谢需求。
另外，昆虫的呼吸系统也存在一些特殊的适应机制，比如昆虫可以通过控制气体交换和气管的开关来调节呼吸速率。
昆虫的循环系统主要负责输送氧气和营养物质到各个细胞，并从细胞中收集二氧化碳和其他废物。
循环系统由心脏、血管和血液组成。
昆虫的心脏是一个管状结构，可以通过压力推动血液在血管中流动。
此外，昆虫的血液也具有一些特殊的功能，比如能够抗菌和凝结。
最后，昆虫的生命循环也是其独特的生理特点之一、大部分昆虫经历完全变态的生命周期，包括卵、幼虫、蛹和成虫四个阶段。
这种生命周期使得昆虫可以在不同的生境中生存和繁殖。
蚕体解剖生理学—排泄系统(教案).doc
第八章排泄系统排泄是指动物有机休把新陈代谢的终产物和机体不需要或对机体有害的物质排出体外的过程。
在牛理学上，只把物质经血液循坏、并由排泄器官排出体外的过程，称排泄系统。
蚕休内的代谢终产物常积聚于血液，具屮：(1)多余的水分可经多种渠道排出体外。
(2)二氧化碳可经体壁和呼吸系统排出体外。
(3)过剩的M可由丝腺吸收合成丝物质由吐丝排出。
(4)蛋白质及其它含氮化合物的代谢终产物的排泄及水分及盐类的平衡调节，均由专司排泄的马氏管实行。
桑蚕的排泄器官最早在1669年由意人利昆虫学家“马克毕基氏”发现，故以后命名马氏管。
由于马氏管的牛理机能相当于高等动物的肾脏，故马氏管乂称泌丿求管或肾脏管。
一、马氏管的位置、形态、构造。
(一)幼虫马氏管：幼虫马氏管是淡黄色弯川1的细长管，位于消化管后部的两侧。
根据具形态、功能和排泄物移动的方向，马氏管可依次分为隐肾管、前行管、后行管、膀胱四部分：1 .隐肾管：指插入直肠内壁内的部分。
马氏管插入直肠壁内以后变粗而管壁很薄，并分出许多囊状枝，有些管相互愈合，分布在直肠壁的单薄膜和复薄膜Z间，称外列管。
外列管到了直肠的后端屈转，进入复薄膜与肠壁细胞Z间，又形成一层蜿蜒屈曲的内列管，最后以盲管终了。
隐肾管的这种构造，对调节休内水分及盐类代谢平衡极为有利。
(注：马氏管主要分布于直肠的肌肉和细胞层之间)2.前行管：乂称“上行管”或“端管”、“端部”。
从直肠出來的7'、-条马氏管分成两组，先在结肠两侧作若干屈llll，再沿小肠、屮肠肠壁平行(并列)前行，各侧中央的一条在消化管侧面，其它两条一条在背面，-•条在腹面。
具屮，背面管前行至笫4腹节前端，侧面管前行至笫3腹节屮后部，腹面管前行至第三腹节前端。
此后分别向后折回。
3•后行管：又称“下行管”，或“基管”、“基部”。
前行管向后折回的部分，称“后行管”或“基管”。
当后行管到达中肠后端时，廿而和侧而的先行合并成一条，此后再与腹而的一条并为一条较粗的共同管。
昆虫的肌肉系统
第四节 肌肉的收缩机制
4.1 肌纤丝
——细肌丝 ——细肌丝
由肌动蛋白、原肌球蛋白和肌钙蛋白3种蛋白组成。 肌动蛋白、原肌球蛋白和肌钙蛋白3种蛋白组成。 肌动蛋白（actin）单体呈球状，串联成两条肌动蛋白链， 肌动蛋白（actin）单体呈球状，串联成两条肌动蛋白链，形成细纤 丝的主体。肌肉收缩时，能与肌球蛋白结合成肌动球蛋白横桥。 丝的主体。肌肉收缩时，能与肌球蛋白结合成肌动球蛋白横桥。 原肌球蛋白（tropomyosin）纤维状，镶嵌在肌动蛋白双链的凹槽内。 原肌球蛋白（tropomyosin）纤维状，镶嵌在肌动蛋白双链的凹槽内。 个分子可覆盖7个肌动蛋白单体，并可与肌钙蛋白分子结合。 1 个分子可覆盖 7 个肌动蛋白单体， 并可与肌钙蛋白分子结合。 肌肉收 缩时，可阻止肌动球蛋白横桥的形成。 缩时，可阻止肌动球蛋白横桥的形成。 肌钙蛋白（ troponin） 肌钙蛋白 （ troponin ） 是 一种调节蛋白， 一种调节蛋白 ， 在细肌丝上 每隔7个肌动蛋白单体就有1 每隔 7 个肌动蛋白单体就有 1 个肌钙蛋白分子。 个肌钙蛋白分子 。 含有 3 个 亚基，即肌动蛋白结合亚基、 亚基 ， 即肌动蛋白结合亚基 、 钙结合亚基和原肌球蛋白结 合亚基。 合亚基。
第一节 肌肉的类型
1.2 体壁肌
由于所有节肢动物属于外骨骼动物， 由于所有节肢动物属于外骨骼动物， 所以昆虫的体壁 肌（skeletal muscle）相当于高等动物的骨骼肌。 muscle）相当于高等动物的骨骼肌。 昆虫的骨骼肌由长形的平行肌纤维组成， 昆虫的骨骼肌由长形的平行肌纤维组成，着生在体壁 下或由体壁内陷形成的内突上， 下或由体壁内陷形成的内突上， 常按体躯的自然分节而 分节，专司体节、附肢和翅的运动。如背纵肌、腹纵肌、 分节， 专司体节、附肢和翅的运动。如背纵肌、腹纵肌 、 背腹肌等。 背腹肌等。 组成肌肉的基本单位是肌纤维， 组成肌肉的基本单位是肌纤维， 肌纤维中含有大量的 肌原纤维（肌肉收缩的基本单元） 肌原纤维（ 肌肉收缩的基本单元）。根据肌原纤维在肌 纤维中的排列情况，可把体壁肌分为束状肌 管状肌、 束状肌、 纤维中的排列情况， 可把体壁肌分为束状肌、 管状肌、 纤维状肌３种类型。 纤维状肌３种类型。
昆虫的肌肉系统
Troponin complex
Actin
Tropomyosin
第四节 肌肉的收缩机制
4.2 肌丝滑行学说
1954年，Huxley 等首次提出了肌丝滑行学说（sliding theory），阐明了肌肉的收缩机理：肌肉的收缩或松弛， 是由于肌节长度的变化而引起的，但肌节中 A 带的长度并 不发生改变，只是引起了I带及H区长度的变化。因此，肌 肉收缩是由于粗、细两种肌纤丝相对滑动造成的。
第八章 昆虫的肌肉系统
第四节 肌肉的收缩机制
肌肉的收缩与舒张，是通过蛋白质反复变构，造成粗、 细纤丝在肌原纤维中相对滑动来实现的。
4.1 肌纤丝
昆虫的肌原纤维中含有两种肌蛋白纤丝 —— 粗肌丝 和细肌丝。这两种肌纤丝与肌原纤维的长轴相平行， 并相互交错穿插排列，因而构成了肌肉在光学镜下所 特有的形态特点 —— 横纹肌，同时也形成了可以抽动 的收缩体系。
内脏肌的功能是司内脏器官的伸缩和蠕动。
第一节 肌肉的类型
1.2 体壁肌
由于所有节肢动物属于外骨骼动物，所以昆虫的体壁 肌（skeletal muscle）相当于高等动物的骨骼肌。 昆虫的骨骼肌由长形的平行肌纤维组成，着生在体壁 下或由体壁内陷形成的内突上，常按体躯的自然分节而 分节，专司体节、附肢和翅的运动。如背纵肌、腹纵肌、 背腹肌等。 组成肌肉的基本单位是肌纤维，肌纤维中含有大量的 肌原纤维（肌肉收缩的基本单元）。根据肌原纤维在肌 纤维中的排列情况，可把体壁肌分为束状肌、管状肌、 纤维状肌３种类型。
厚 肌 浆 束 状 肌
肌原纤维 肌核
肌原纤维
肌膜
肌浆
肌膜
肌核
薄 肌 浆 束 状 肌
第一节 肌肉的类型
1.2 体壁肌
解剖与结构2
激活Na+，K+ 通道
八、生殖系统
雌
卵巢 侧输卵管 中输卵管 交尾囊 受精囊 附腺
雄性
精巢 输精管 贮精囊 附腺
雄性附腺
精子传输中的润滑
精子打包
促进精子成熟
提供雌虫营养
引诱产卵
抑制交配
钙离子与肌钙蛋白 结合，形成肌动球 蛋白横桥。
水解ATP产生能量， 肌球蛋白头部构型 变化。
横桥末端摆动，拉动细肌 丝移动
肌肉收缩的调控
神经分布：兴奋、抑制 肌膜-神经的突触调控 其他因子: 激素、体液等.
飞行
蜂类翅振动250次/s，飞行速度4.5m/s 苍蝇翅膀振动100次/s，飞行速度4m/s 蜻蜓振动20一40次/s，飞行速度9m/s， 冲刺速度40m/s。
同步肌、异步肌
翅膀是由两层极薄的膜质表皮合并而成， 同时在夹层中还布满许多气管，翅面在气 管部分加厚就形成了翅脉，对加固翅膀的 强度有很大作用。 蜻蜓非凡的飞行技能应该归功于发达的翅 肌和气囊，前者使翅能快速扇动，后者贮 有空气，可以调节体温，增加浮力，因而 它能自如的停在空中。 翅的前缘有角质加厚形成的翅痣，是飞行 的消振器，能消除飞行时翅膀的振颤。
结构
单极神经元 双极神经元 多极神经元
功能
感觉神经元
运动神经元
联络神经元
中枢神经系统
前脑
脑
中脑 后脑
腹神经索
神经系统的电活动
1 静息电位 2 动作电位及其在轴突上的传导
3 突触传导
动作电位
突触前膜，开 放钙离子通道
释放乙酰胆碱
作用突触后膜， Ach受体构象变化 产生兴奋性动 作电位
昆虫生理生化
1、昆虫血淋巴中氨基酸含量明显高于高等动物，这有什么重要生理学意义。
答：氨基酸是构成生物体蛋白质并本单位，调节渗透压，与生物的生命活动有着密切的关系。
它具有以下作用：1、蛋白质在机体内的消化和吸收是通过氨基酸来完成的；2、起氮同生命活动有关的最基本的物质，是在生物体内构成蛋白质分子的基平衡作用；3、可以转变为糖或脂肪；4、参与构成酶、激素、部分维生素。
昆虫血淋巴中氨基酸含量明显高于高等动物，是因为其重要的功能决定的。
除了以上介绍的一般功能外，在昆虫体内，氨基酸还有如下作用：（1）血淋巴pH值和渗透压的缓冲调节；（2）氨基糖类（几丁质）的合成；（3）表皮的鞣化和骨化作用；（4）飞行时的脂肪降解，用作补充燃料；（5）色素的合成（眼色素）；（6）某些氨基酸与特殊生理过程有关；（7）神经--肌肉的递质；（8）氮素排泄作用。
综上所述：这些过程都要通过存在于血淋巴中的氨基酸来支持。
因为只有存在于血淋巴中，氨基酸才能最快的被运送到需要的部位，参与相应的生理反应。
2、钠在动物生理过程中重要性如何？答：1、从细胞分裂开始，钠就参与细胞的生理过程，氯化钠是动物体内最基本的电解质。
2、钠有维持血压的功能。
3、体内水量的恒定主要靠钠的调节，钠多则水量增加，钠少则水量减少，所以摄人过多的食盐，易发生水肿；过少则易引起脱水。
4、钠对肌肉运动、心血管功能及能量代谢都有影响。
5、糖的利用和氧的利用必需有钠的参加。
6、钠在肾脏被重吸收后，与氢离子交换，清除体内的二氧化碳，保持体液的酸碱度恒定。
7、血液中主要的缓冲剂是碳酸氢钠和碳酸这一对缓冲剂。
8、钠是胰汁、胆汁、汗和泪水的组成成分。
如果缺钠，引发低钠血症，导致倦怠、淡漠、无神、起立时易昏倒，严重时恶心、呕吐、血压急剧下降。
钠过多也会引起局钠血症，使中枢神经受到明显影响，导致易激动，烦躁不安，嗜睡，肌张力增高，抽搐，惊厥，甚至昏迷。
9、Na离子通道，神经电位传导10、调节血淋巴pH值和渗透压11、细膜内外Na+和K+的浓度差，是细胞具有兴奋性的基础，膜外高Na+状态，为许多代谢反应正常进行提供必需条件。
昆虫的肌肉系统ppt课件
肌纤维
的
超
微
结
肌原纤维
构
肌纤丝
第三节 肌肉的组织结构
| 肌 管 系 统
横小管 transverse tubule, T tubule 纵小管 longitudinal tubule, L tubule 终端池（内质网液泡）Terminal cisterna 糖原颗粒 Glycogen granules 肌质网 Sarcoplasmic reticulum
薄 肌 浆 束 肌核 状 肌
第一节 肌肉的类型
1.2 体壁肌
——纤维状肌
纤维状肌的细胞膜不
明显，肌原纤维较粗大，
肌 原
由气管的细支联成疏松
纤
的多角形束。细胞核位
维
于肌原纤维之间，不易
线
分辨。线粒体显著，卵
粒
体
圆形，分布于肌原纤维
间。多见于飞行昆虫的
间接翅肌。
第三节 肌肉的组织结构
肌肉束
|
肌
肉
肌纤维横切面
轴浆 肌核 肌膜 肌原纤维
肌纤维纵切面
肌核 肌膜 肌原纤维 肌节
Z线
第一节 肌肉的类型
1.2 体壁肌
——束状肌 束状肌在肌纤维外包有一层不含肌原纤维的肌浆，肌 原纤维和线粒体位于肌纤维的中央。根据肌浆层的厚薄， 又可分为厚肌浆束状肌和薄肌浆束状肌。
厚
肌
浆 束
肌原纤维
状
肌 肌核
肌膜
肌浆
肌原纤维 肌膜
1954年，Huxley等首次提出了肌丝滑行学说（sliding theory），阐明了肌肉的收缩机理：肌肉的收缩或松弛， 是由于肌节长度的变化而引起的，但肌节中A带的长度并 不发生改变，只是引起了I带及H区长度的变化。因此，肌 肉收缩是由于粗、细两种肌纤丝相对滑动造成的。
蝗虫腿部肌肉实验报告
一、实验目的1. 了解蝗虫腿部肌肉的结构和功能；2. 掌握使用显微镜观察肌肉组织的方法；3. 分析蝗虫腿部肌肉的生理特性。
二、实验材料1. 蝗虫（幼虫或成虫）；2. 显微镜；3. 切片机；4. 染色剂；5. 实验记录表。
三、实验步骤1. 准备工作（1）取一只蝗虫，用解剖刀从腹部切开，取出腿部肌肉；（2）将腿部肌肉放入生理盐水中浸泡，保持肌肉活性；（3）将浸泡好的肌肉用剪刀剪成适当大小的块状。
2. 肌肉切片（1）将肌肉块固定在切片机上；（2）调整切片机参数，进行切片；（3）将切片放入装有生理盐水的培养皿中，防止切片干燥。
3. 肌肉染色（1）将切片用染色剂染色，染色时间根据染色剂说明进行；（2）用蒸馏水冲洗切片，去除多余的染色剂；（3）将染色后的切片放入显微镜观察。
4. 显微镜观察（1）调整显微镜的焦距，使切片清晰可见；（2）观察肌肉切片的结构，记录观察结果；（3）分析蝗虫腿部肌肉的生理特性。
5. 实验记录（1）记录实验过程中观察到的肌肉结构特点；（2）记录实验过程中使用的仪器和材料；（3）记录实验过程中遇到的问题及解决方案。
四、实验结果与分析1. 肌肉切片观察结果（1）肌肉纤维：蝗虫腿部肌肉主要由肌肉纤维组成，纤维呈长条状，相互交织；（2）肌纤维束：肌肉纤维聚集成束，肌纤维束之间有结缔组织分隔；（3）肌腱：肌纤维束的末端连接肌腱，肌腱将肌肉与骨骼相连。
2. 肌肉生理特性分析（1）肌肉收缩：蝗虫腿部肌肉具有收缩功能，可通过神经调节实现；（2）肌肉能量供应：蝗虫腿部肌肉在运动过程中需要能量，能量主要来源于肌肉内的线粒体；（3）肌肉疲劳：长时间运动后，蝗虫腿部肌肉会出现疲劳现象，导致运动能力下降。
五、实验结论通过本次实验，我们成功观察了蝗虫腿部肌肉的结构和功能，了解了肌肉组织的基本特性。
蝗虫腿部肌肉主要由肌肉纤维、肌纤维束和肌腱组成，具有收缩、能量供应和疲劳等生理特性。
本次实验为研究昆虫肌肉生理提供了实验依据。
第八章 昆虫肌肉生理
一、肌肉的起源和类型
（一） 起源 昆虫肌肉起源于中胚层。
（二）类型 1. Bozler et al根据肌细胞的形态与分布可
将肌肉组织分为三类：即横纹肌（骨骼肌）、 平滑肌和心肌。
昆虫体内无真正的平滑肌，所有肌肉都 是横纹肌 。
昆虫是分节的动物，它的肌肉系统也是一 个分节的系统，而且各分节的肌肉有相似的 排列方式，所以，昆虫的肌肉数量比哺乳动 物要多。
三、昆虫肌肉的特点
1. 昆虫体内的肌肉都是横纹肌，无真 正的平滑肌。
2. 昆虫肌肉无真正的肌腱，着生于表 皮或表皮内突，通过由皮细胞特化成的肌 小腱连接。
3.昆虫肌肉上的神经是多终端分布。 4. 足肌、腹肌等为同步肌，善飞 昆虫的翅肌为异步肌。 5.翅肌具弹性结构，可贮存能量。
四、肌肉的组织学、超微结构及收缩机制 （一）肌肉的组织学
1）强制收缩肌 2）周期性收缩肌
5.按照神经对肌肉的控制机制分类，可分为同步肌和 异步肌
1）同步肌（synchronous muscle） 同步肌（synchronous muscle）主要见于蜻蜓目、直翅目 和膜翅目以及鳞翅目中。它的特点是运动神经冲动发放的频 率与肌肉收缩的频率之比为1：1 ；
2）异步肌（asynchronous muscle）
细肌丝: 肌动蛋白， 原肌球蛋白， 肌钙蛋白
4. 收缩机理
肌丝滑行学说
运动终板 ＋ 肌膜 ＋ T小管 ＋ L小管
激活肌钙蛋白
释放Ca2＋
肌动蛋白位点暴露
与肌球蛋白结合
肌肉收缩
细肌丝滑动
5. 兴奋-收缩耦联
肌膜上的动作电位触发肌纤维收缩的一 系列过程叫做兴奋-收缩耦联（excitationcontraction coupling ,E-C耦联）。
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4. 收缩机理
肌丝滑行学说
运动终板 ＋ 肌膜 ＋ T小管 ＋ L小管
激活肌钙蛋白
释放Ca2＋
肌动蛋白位点暴露
与肌球蛋白结合
肌肉收缩
细肌丝滑动
5. 兴奋-收缩耦联
肌膜上的动作电位触发肌纤维收缩的一 系列过程叫做兴奋-收缩耦联（excitationcontraction coupling ,E-C耦联）。
在Z线两侧，所有的纵管汇合成为一个横 行的囊管，称为终池（terminal cisternae）。
在Z线处，肌膜和它外面的底膜一起内 陷，形成一条与肌原纤维垂直并沿Z线向内 延伸的贯穿肌纤维的细管，称为横管或T管 。
肌质网具有摄取、贮存和释放Ca2+的功 能。当肌肉兴奋时，动作电位由肌膜经T管 内传，再由T管传至肌质网，激发肌质网释 放Ca2+ ，而终池则是贮存和释放Ca2+ 的主 要场所。当肌质中的Ca2+ 浓度升高10-7～ 10-5M，便引起肌肉收缩。
在具有横纹的骨骼肌和心肌中，肌原纤 维具有横纹，各向异性的暗带（anisotropic band）即A带和各向同性的明带（isotropic band）即I带相间排列。
肌原纤维是骨骼肌收缩的基本结构单位， 是存在于肌细胞的细丝状纤维，由肌丝 （myofilament）组成，肌丝平行于细胞长轴。 由于肌丝有特定的排列方式，使肌原纤维出 现特殊的横纹。
横纹肌、平滑肌和心肌的区别
横纹肌 圆柱形 多核 有横纹 随意肌
平滑肌 纺锤状 单核 无横纹 不随意肌
心肌
圆柱形、分支型 形状
单核
细胞核
有横纹
横纹
不随意肌
性质
骨骼肌纤维 (skeletal muscle)纵断面
明带
暗带
骨骼肌纤维结构
形状：圆柱形 多核，椭圆形，位于细胞周边部 （昆虫不完全是） 肌浆内：肌原纤维 (myofibril)
异步肌（asynchronous muscle ）主要见于 双翅目、鞘翅目、缨翅目、啮翅目、和多数半 翅目的飞行肌以及同翅目叶蝉科的鼓肌中。它 的最大特点是肌肉收缩的机械频率远大于运动 神经元发出冲动的频率，且其收缩频率与运动 神经冲动的频率不相关。
6.按照肌原纤维排列 方式
1）管状肌 2）束状肌 3）纤维状肌
肌浆网 (sarcoplasmic
reticulum)
概述
组成： 肌肉组织
分类： 肌肉组织
肌细胞（肌纤维）
结缔组织
…… 横纹肌 平滑肌
• 骨骼肌 随意肌 • 心肌 不随意肌
昆虫与人类肌肉系统的差异
人类
昆虫
平滑肌 心肌 横纹肌 肌腱
无 无 是 肌小腱
肌肉系统的功能：
1. 支持体壁； 2. 维持一定姿势； 3. 维持复肢运动，包括产卵器运动； 4. 翅的飞行； 5. 内脏器官的运动； 6. 运动； 7. 气孔关闭； 8. 咽喉唧筒的抽吸和毒腺的分泌； 9. 颤抖性产生热量。
3. 按着生部位可分为：体壁肌、内脏肌 头肌：
体壁肌 胸肌： 腹肌
内脏肌：环肌、纵肌、翼肌。
肌肉根据位置分类
骨骼肌
脏腑肌 a. 翼肌 b. 背血管 c. 辅博器和背膈和腹膈 d. 消化道包括嗉囊和前胃 e. 生殖系统 f. 毒腺 g. 丝腺 h. 马氏管
果蝇成虫体内主要肌肉
4. 按收缩性能来分类
心肌
纵断面
心肌 闰盘
平滑肌纵断(高倍HE)
Smooth muscle (longitudinal)
平滑肌结构特点
➢无横纹，无肌原纤维
➢表面有浅凹
➢密斑
➢密体
细胞骨架
➢中间丝
➢细肌丝：肌动蛋白
➢粗肌丝：肌球蛋白
收缩单位
骨骼肌 心肌
T小管粗 L小管少 终池少
二联体
2.Prosser et al(1960)将肌肉分为 两个类群：
一、肌肉的起源和类型
（一） 起源 昆虫肌肉起源于中胚层。
（二）类型 1. Bozler et al根据肌细胞的形态与分布可
将肌肉组织分为三类：即横纹肌（骨骼肌）、 平滑肌和心肌。
昆虫体内无真正的平滑肌，所有肌肉都 是横纹肌 。
昆虫是分节的动物，它的肌肉系统也是一 个分节的系统，而且各分节的肌肉有相似的 排列方式，所以，昆虫的肌肉数量比哺乳动 物要多。
光镜下观察结果
在光学显微镜下观察，可见每条肌原纤维由 几百个较宽的暗带（A带）和较窄的明带（I带） 交替组成；每段I带都被一薄的Z盘所平分，横切 片显示出一较暗的Z线，两个Z线之间的一段肌 原纤维称为一个肌节（sarcomere），肌节是骨 骼肌细胞功能和形态的基本单位 。
肌原纤维所呈现出的横纹是由于物质密 度的周期性变化所致；某些物质的浓度沿 着长轴是有周期性变化的，由于不同肌原 纤维中的横纹固定于相同的平面上，因此 整条肌纤维便显示出横纹。
基本概念、理论
➢ 肌纤维与肌原纤维； ➢ 肌球蛋白与肌动蛋白； ➢ 粗肌丝与细肌丝； ➢ 兴奋－收缩耦联。
教学重点 ➢ 肌肉的组织结构及肌纤维的超微结构。 教学难点 ➢ 肌肉收缩的机理。
反射弧模式图
专有名词 肌细胞 肌细胞膜 肌细胞质
滑面内质网
肌纤维 (muscle fiber) 肌膜 (sarcolemma) 肌浆 (sarcoplasm)
第七章 肌肉与运动
讲授内容
➢昆虫肌肉的起源及类型； ➢肌肉与体璧的联系； ➢昆虫肌肉的组织结构：包括横纹肌肌细胞的结
构及特点； ➢肌肉的收缩机理及生化基础，肌丝滑行学说； ➢昆虫肌肉的生理性状和能量代谢以及肌肉的力
量。
基本知识点
➢ 昆虫肌肉的主要类型； ➢ 肌肉的组织结构及肌纤维的超微结构； ➢ 肌肉收缩的机理。 ➢ 肌肉兴奋的调控机制。
1. 肌纤维：肌细胞
肌纤维
肌膜：电兴奋性 线粒体（肌质体）（sarcosome）
肌浆 横管系统（肌管系统 肌质网） 肌原纤维（myofibrils）
细胞核：多核
立骨 体骼 模肌 式纤 图维
超 微 结 构
肌纤维中有三种细胞质成分高度分化：
第一种是由蛋白肌丝所组成收缩机械， 称为肌原纤维（myofibrils）。
3）纤维状肌
纤维状肌(fibrillar) 主要见于一些昆虫肢部 和躯干部的肌肉。肌纤 丝的直径大约为10μm 左右，肌节长度从 3μm～12μm。核位于 中央或周围。
二、昆虫肌肉与外骨骼的联结方式
1. 肌肉直接联接在皮细胞下面，原始 方式。
2. 肌肉与肌小腱联接。 3. 肌肉联接在体壁内突上。
通过H带的横切面只有粗丝；通过I带则 只有细丝；通过H区以外的A带，则看到粗 丝与细丝相间排列，呈双层六角形 。
当肌肉收缩时，A带长度不变，而I带则 缩短。这是由于细丝沿着粗丝的间隙往深 部滑动，在收缩过程中，细丝穿入到H带内， 它们甚至相遇。
粗肌丝与细肌丝
肌原纤维：细丝状，周期性横纹
粗肌丝：肌球蛋白
1）管状肌
可能是昆虫肌肉最原 始的类型。
细胞核位于，周围 被收缩单位所包围，收 缩单位构成了带状辐射 的肌纤维。线粒体与肌 原纤维呈放射状相间排 列。
2）束状肌
昆虫束状肌(closepacked fibres) 主要见于 直翅目、毛翅目和鳞翅目 昆虫。肌丝直径为10100μm，核位于细胞质 周边，扁平直径较小 （0.5-1μm）。肌纤丝间 隙有较大的线粒体。
E-C耦联涉及以下基本事件：① 横管系 统（T-系统）传导动作电位到肌纤维内部； ②肌质网释放Ca2+；③由Ca2+引起收缩；④ 由Ca2+—ATPase重新聚集Ca2+到肌质网内， 肌肉松弛。
•谢谢！
1）强制收缩肌 2）周期性收缩肌
5.按照神经对肌肉的控制机制分类，可分为同步肌和 异步肌
1）同步肌（synchronous muscle） 同步肌（synchronous muscle）主要见于蜻蜓目、直翅目 和膜翅目以及鳞翅目中。它的特点是运动神经冲动发放的频 率与肌肉收缩的频率之比为1：1 ；
2）异步肌（asynchronous muscle）
着生于内骨骼或外骨骼、甚至皮肤上的 肌肉，通常被称作位相性肌（phasic muscle，经常 成对存在但作用相反；
着生于中空的结构上的肌肉，这类肌肉 缺乏严格的界限，所以一个肌细胞经常插入 到另一个肌细中去，习惯上被称作紧张性肌 (tonic muscle，又称慢肌纤维)，它收缩较 慢，并不随每一个运动神经冲动的到达而发 生明显的张力变化，只有在一系列运动神经 冲动刺激下才能产生缓慢收缩。紧张性肌主 要是保持一定的姿势，通常为非横纹肌。
第三种成分是数目很多的线粒体， 即所谓的肌质体（sarcosome），它 产生ATP，是肌肉收缩的能量供应者 。
3. 肌原纤维
在电子显微镜下观察，肌原纤维是由“粗 丝”和“细丝”组成，粗丝直径为10nm，长 约2μm；细丝直径为5nm，长约1.5μm。这两 种肌丝相间平行排列，其配置以及相互重叠 的情况在一定范围内依赖于肌节的收缩程度。 在松弛条件下，I带只含有细丝，H带只含有 粗丝，A带则粗丝、细丝相互重叠。
三、昆虫肌肉的特点
1. 昆虫体内的肌肉都是横纹肌，无真 正的平滑肌。
2. 昆虫肌肉无真正的肌腱，着生于表 皮或表皮内突，通过由皮细胞特化成的肌 小腱连接。
3.昆虫肌肉上的神经是多终端分布。 4. 足肌、腹肌等为同步肌，善飞 昆虫的翅肌为异步肌。 5.翅肌具弹性结构，可贮存能量。
四、肌肉的组织学、超微结构及收缩机制 （一）肌肉的组织学
骨骼肌 电镜低倍
2. 骨骼肌
肌原纤维
纵断
明暗 带带
2. 骨骼肌
肌节 暗 (A) 带
明 (I) 带