第一章 昆虫的体壁化学1
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1.昆虫的体壁Integument是体躯最外层的组织,由皮细(精)
度将增大，称
复合收缩；复 合收缩又可区 分为不完全强 直收缩和强直 收缩。
肌动蛋白actin。粗、细纤丝按一定的方式排列即构成了肌
原纤维。 肌原钎维由几百个暗带（A带）和明带（I带）交替组 成，A带中央有一薄的中膈即M线、M线两端各具一明带即H
区，I带中央具一端
膜即Z线，两Z线间 的区段为一个肌节。 肌节是肌肉收 缩的基本单位。
3．肌膜、微气管分布、神经联系与肌原纤维方式 肌膜沿肌纤维的横轴及纵轴向内陷入，形成包 裹每根肌原纤维的纵横交错的管道系统，用以迅速 传导来自神经的冲动讯号。 肌纤维的膜上具有众多的微气管分布，每一肌 纤维上有来自几个神经原的神经末梢分布，神经末
几丁质是无色含氮的多糖类，性质稳定，不溶于 水、酒精等有机溶剂，也不溶于稀酸和碱液。 在浓矿酸中水解为氨基葡萄糖、分子链较短的多 糖和醋酸等。在自然界中，只有几丁细菌Bacillus
chitinovorus能够分解几丁质。
产品：
几丁质中性天然粉状缓效性肥料、有抗菌作用的几丁质酶基因、苯甲 酸脲类昆虫几丁质合成抑制剂(如灭幼脲)。 排毒养颜纤微——几丁质、芦荟、西洋参、水解珍珠。 美粒人生 超级几丁质——主要成分为几丁质。 婷美内衣——几丁质生态素
二、体壁的结构和特性
（一）分层
1．外内：表皮层真皮（皮细胞）层底膜。
2．表皮层由 皮细胞层的分泌
物所组成。皮细
胞层是单层活细 胞。底膜是紧贴 于皮细胞层的一 层薄膜。
3．体壁的各种特性和功能，主要与表皮层有关。 表皮层又可分为三层，即内表皮、外表皮和上表皮。
（二）几丁质 体壁含有几丁质是节肢动物的重要特征之一，是 其体壁的特征性成分。 几丁质是含氮的多糖类化合物醋酸酰胺葡萄糖， 以网格状结构包埋在蛋白质的基质中，与蛋白质一起 组成了复合体，成为了节肢动物体壁的主要成分。 几丁质的物理性质是柔软的，具有一定的弹性和 韧性。体壁中的蛋白质在酶作用下鞣化和硬化，使体 壁具有了一定的硬度。但坚硬的外骨骼会限制虫体的 生长，因此昆虫具有了蜕皮现象。
昆虫生理生化
昆虫生理生化《昆虫生理生化》第一章体壁引言昆虫体壁（integument）又称外骨骼，它具有高等动物皮肤和骨骼的双重功能，使虫体具有坚强的支撑，并为肌肉提供了着生点，但在体壁的某些区域，仍然有柔软的性质，关键部位有许多关节，保证虫体能行动自如。
体壁也是一个复杂的代谢库，这些过程都受到激素的调节和控制。
体壁又是虫体与环境之间的界面，是抵御外界异物和阻止杀虫剂渗透的屏障，特别对保持水分有很大的作用。
第一节体壁的组成昆虫体壁包括皮细胞、表皮和基底膜三部分，表皮是皮细胞分泌的产物，但基底膜则是由血细胞分泌的。
一皮细胞1.昆虫的皮细胞主要分布在虫体外围，局部区域已在胚胎发育时随着外胚层的内陷成为前肠、后肠、气管或生殖道的管壁细胞；另一部分特化成腺细胞、毛原细胞和膜原细胞。
皮细胞的生理特点是具有周期性吸收、合成和分泌能力。
2.在极大多数昆虫中，皮细胞都是以单层形式排列的，细胞的纵切面大多呈柱状，也有不规则的。
3.皮细胞的大小与密度因虫种和发育阶段不同而异，并且与生长期间是否进行有丝分裂有关。
(一) 形态结构1.昆虫皮细胞的形态结构是随变态和脱皮周期而不断变化的，皮细胞在脱皮期间分泌作用较弱，顶膜与底膜平直，侧膜不明显，细胞核不清晰。
2.沉积新表皮开始时期顶膜弯曲，常有原生质丝突入表皮层内，侧膜出现，胞核明显。
3.在溶离旧表皮与沉积新表皮期间，细胞的合成、分泌和吸收都很旺盛，顶膜微绒毛发达，基膜褶深陷，底膜也常随基膜一起内陷，并有血淋巴进入到内褶中，增加了基膜与血淋巴接触机会和吸收面积。
(二) 胞间联系1.皮细胞能够识别自身所处的位置，并与周围细胞进行联系和协调，按程序分泌和沉积特定的表皮。
2.皮细胞之间复杂的横向通讯联络，主要通过侧膜联接来实现。
大量平行排列的皮细胞间，在侧膜的上半部形成隔壁联结与间隙联结，皮细胞之间也借此进行信息交流，甚至结成合胞体。
3.皮细胞之间有离子偶联和由浓度梯度产生的信息交流，还能调节细胞生长和影响形态发生。
30昆虫的体壁
昆虫的体壁系统体壁与体腔❑体壁包被着整个体躯，形成体腔❑体腔充满血液，又称血腔❑体腔分成三个区域：背血窦、腹血窦和围脏窦体腔结构昆虫的体壁系统体壁与体腔内脏器官在体腔内的分布背血窦：背血管腹血窦：腹神经索围脏窦：消化道、马氏管和生殖器官气管及分支分布在整个体腔内肌肉组织生于体壁下和包被在内脏上体腔结构●体壁的结构护蜡层 上表皮 蜡层多元酚层角质精层表皮层 外表皮内表皮一般皮细胞皮细胞层 皮细胞腺特化皮细胞：感觉器偶见细胞：降色细胞、血细胞底膜 体壁的结构昆虫的体壁系统● 体壁的各层因构造和化学组成不同或细胞的分化进一步分为多个层次：其中表皮层又由外向内分为上表皮、外表皮和内表皮3个主要层次，而它的组成成分上表皮由外向内又分为护蜡层、蜡层、多元酚层和角质精层4个层次体壁的结构护蜡层：体壁的最外层，具有保护作用，防止水分蒸发，高度的疏水性蜡层：皮细胞分泌的，含有蜡质，防水层体壁的结构 多元酚层：含有多元酚类及其氧化酶类。
该层与表皮的鞣化有关角质精层：皮下的绛色细胞分泌的，含有高度稳定的蛋白质、脂类化合物，是表皮的通透性屏障。
体壁的结构外表皮：鞣化蛋白、几丁质和脂类组成，是表皮中最坚硬的一层体壁的结构体壁的结构内表皮：是表皮层中最厚的一层，具有特殊的弯曲和伸展性能。
体壁的结构体壁的结构皮细胞层：分泌和沉积特定的表皮；可特化成腺体、绛色细胞、毛原细胞和感觉细胞体壁的结构体壁的结构底膜：紧贴在昆虫体壁皮细胞层下的一层薄膜，是血细胞分泌形成的体壁的结构昆虫的体壁系统体壁各层次的功能1 外骨胳的功能：防止机械损伤和体内水份过度蒸发、调节体温、表现物理性色彩以及阻止外物侵入；形成内骨用以附着体壁肌2 内表皮层功能：利于虫体的弯曲和伸缩；原料贮存库3 皮细胞层功能：分泌表皮层；启动蜕皮4 底膜：体壁具有选择通透性，这个功能是由体壁的底膜来实现的，它可以隔开皮细胞层和血腔昆虫的体壁系统体壁衍生物●一类是由体壁向内凹陷形成的内骨和各种腺体，腺体又包括丝腺、蜡腺、毒腺、臭腺和蜜腺等。
第一章：昆虫体壁生理ppt课件
主要有多酚氧化酶。
➢ 功能：修复伤口。
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24
2.原表皮（Procuticle）
➢ 原表皮主要是由几丁质与蛋白质的复合体组成。
➢ 原表皮包括外表皮（exocuticle）和内表皮 (endocuticle)
➢ 外表皮是体壁中最硬的一层，是经过鞣化和暗化 的原表皮，对蜕皮液、矿物质酸具有强抵抗力。
薄膜。
功能： ➢ 保护皮细胞，是血淋巴与皮细胞层之间的选择性屏障； ➢ 联络作用。 ➢ 底膜在表皮结构完整性和自我识别方面起重要作用。
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30
• 图示：在黑花蝇 Phormia regina滤泡细 胞中加入阳离子化铁 蛋白分子，可以观察 到阳离子被吸附到基 膜的阴离子位点，说 明基膜带电。
➢ 同一虫体的不同部位，表皮厚度存在差异。
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17
棉铃虫雌成虫表皮的超微形态
上表皮 外表皮 内表皮 原表皮
精选课件ppt
皮细胞层
底膜
18
下图和右图是家蝇幼虫的横切面， 真皮细胞层和上表皮和表皮的其 他层次，主要是内表皮。还有血 细胞和脂肪体细胞
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19
1.上表皮(Epicuticle)
几丁质的生物合成和降解
昆虫体内存在很活跃的几丁质合成和降解酶系， 蜕皮激素是控制这两种体系的主导因子。
几丁质合成始于海藻糖或糖原降解形成的葡萄糖， 首先由皮细胞合成其前提物——几丁单体，在几丁 质合成酶作用下聚合成几丁质维丝。
几丁质可在几丁质酶的作用下被消化和再吸收，用 来合成新的表皮。
很多化合物可控制表皮中几丁质的合成，这是一类 以几丁质酶为靶标的杀虫剂，如甲酰脲类化合物的 灭幼脲，可抑制几丁质合成酶的活性，使几丁质合 成受阻，从而影响蜕皮。
➢ 功能：修复伤口。
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2.原表皮（Procuticle）
➢ 原表皮主要是由几丁质与蛋白质的复合体组成。
➢ 原表皮包括外表皮（exocuticle）和内表皮 (endocuticle)
➢ 外表皮是体壁中最硬的一层，是经过鞣化和暗化 的原表皮，对蜕皮液、矿物质酸具有强抵抗力。
薄膜。
功能： ➢ 保护皮细胞，是血淋巴与皮细胞层之间的选择性屏障； ➢ 联络作用。 ➢ 底膜在表皮结构完整性和自我识别方面起重要作用。
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• 图示：在黑花蝇 Phormia regina滤泡细 胞中加入阳离子化铁 蛋白分子，可以观察 到阳离子被吸附到基 膜的阴离子位点，说 明基膜带电。
➢ 同一虫体的不同部位，表皮厚度存在差异。
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棉铃虫雌成虫表皮的超微形态
上表皮 外表皮 内表皮 原表皮
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皮细胞层
底膜
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下图和右图是家蝇幼虫的横切面， 真皮细胞层和上表皮和表皮的其 他层次，主要是内表皮。还有血 细胞和脂肪体细胞
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1.上表皮(Epicuticle)
几丁质的生物合成和降解
昆虫体内存在很活跃的几丁质合成和降解酶系， 蜕皮激素是控制这两种体系的主导因子。
几丁质合成始于海藻糖或糖原降解形成的葡萄糖， 首先由皮细胞合成其前提物——几丁单体，在几丁 质合成酶作用下聚合成几丁质维丝。
几丁质可在几丁质酶的作用下被消化和再吸收，用 来合成新的表皮。
很多化合物可控制表皮中几丁质的合成，这是一类 以几丁质酶为靶标的杀虫剂，如甲酰脲类化合物的 灭幼脲，可抑制几丁质合成酶的活性，使几丁质合 成受阻，从而影响蜕皮。
昆虫生理--1
昆虫生理学
主要研究昆虫体内各组织、器官和生理系统的解剖学、 组织学和正常生理功能等，从而揭示昆虫的生命现象和机 能规律。 昆虫的各种生命活动和行为、习性等，均与其内部器 官的构造、生理机能、代谢作用，以及由神经和激素调控 的内部各生理系统的相互联系与协调密切相关。昆虫种类 繁多，内部器官的构造和新陈代谢的方式也有很大的差异， 了解其内部各系统的基本结构和生理机能，对分析昆虫的 行为习性、生态适应及有效地开展害虫防治和益虫利用等， 都具有十分重要的意义。
尿酸：含氢少、溶解度低 与食物残渣混合排出、单独排出（蛹便）
其他排泄器官： 消化道 体壁（含氮代谢物、蜕、皮细胞分泌物）
• 贮存排泄：
血液中的一部分代谢产物可被某些器官和组织吸收并
贮存起来并不马上排出体外的现象。
围心细胞：中胚层
脂肪体（尿盐细胞） ：中胚层、解毒（杀虫剂）
直肠及其排泄生理
隐肾
第五章 昆虫的排泄系统
功能：移除代谢废物和有害物质，维持体内水分 和盐类的平衡，保持内环境的稳定。 马氏管--外胚层 位置：中后肠交界
第一节 马氏管及其机能
一、马氏管的数量和表面积： 种间、同种昆虫因发育阶段不同。 Байду номын сангаас的排泄面积差异不大，一般马氏管的数目与其 长度成反比。因而并不致影响其排泄效能。
组织结构：内膜、肠壁细胞、底膜、纵肌、环肌、围膜
二、中肠（胃）
前端--前胃或食道
后端--马氏管 来源：内胚层 • 功能：消化、吸收 • 胃盲囊：增加表面积、 扩大容积、滞存共生物 • 组织结构： 围食膜、肠壁细胞、
底膜、环肌、纵肌、围膜
肌肉层较薄，营养物质、 水分和无机盐渗入血淋巴。
几丁质
?
主要研究昆虫体内各组织、器官和生理系统的解剖学、 组织学和正常生理功能等，从而揭示昆虫的生命现象和机 能规律。 昆虫的各种生命活动和行为、习性等，均与其内部器 官的构造、生理机能、代谢作用，以及由神经和激素调控 的内部各生理系统的相互联系与协调密切相关。昆虫种类 繁多，内部器官的构造和新陈代谢的方式也有很大的差异， 了解其内部各系统的基本结构和生理机能，对分析昆虫的 行为习性、生态适应及有效地开展害虫防治和益虫利用等， 都具有十分重要的意义。
尿酸：含氢少、溶解度低 与食物残渣混合排出、单独排出（蛹便）
其他排泄器官： 消化道 体壁（含氮代谢物、蜕、皮细胞分泌物）
• 贮存排泄：
血液中的一部分代谢产物可被某些器官和组织吸收并
贮存起来并不马上排出体外的现象。
围心细胞：中胚层
脂肪体（尿盐细胞） ：中胚层、解毒（杀虫剂）
直肠及其排泄生理
隐肾
第五章 昆虫的排泄系统
功能：移除代谢废物和有害物质，维持体内水分 和盐类的平衡，保持内环境的稳定。 马氏管--外胚层 位置：中后肠交界
第一节 马氏管及其机能
一、马氏管的数量和表面积： 种间、同种昆虫因发育阶段不同。 Байду номын сангаас的排泄面积差异不大，一般马氏管的数目与其 长度成反比。因而并不致影响其排泄效能。
组织结构：内膜、肠壁细胞、底膜、纵肌、环肌、围膜
二、中肠（胃）
前端--前胃或食道
后端--马氏管 来源：内胚层 • 功能：消化、吸收 • 胃盲囊：增加表面积、 扩大容积、滞存共生物 • 组织结构： 围食膜、肠壁细胞、
底膜、环肌、纵肌、围膜
肌肉层较薄，营养物质、 水分和无机盐渗入血淋巴。
几丁质
?
1昆虫的体壁Integument是体躯最外层的组织由皮细_2023年学习资料
三、体壁的衍生物-非细胞表皮突-由体壁向外突出或向内凹入所形成的-各种突起、点刻等外长物。-单细胞附器-皮 胞层在特定的部位由1个细胞特化-为的各种毛、鳞片、腺体等。-多细胞附器-为皮细胞层在某些特定的部位由多个细 胞特化为各种脊、刺Spines、矩Spurs、腺体等。」-尾的座-毒毛-距
腺体-能分泌各种功能不同的物质，如①-涎腺能分泌-唾液、有助于取食和消化；-②-丝腺分泌各种丝；-③-蜡腺 能分泌蜡；④-胶腺能分泌紫胶；⑤-毒腺或臭腺、用来攻-击或排攘外敌；-⑥-昆虫头部或腹末的一些腺体分祕吸引 同种异性个体的性外激素，或分祕示迹外激素、告警外激-素等-导管-heeloomocao-非细胞表皮突-贮藏 -毛窝-一刚毛-毒毛-毛窝膜-膜原细胞-毛细胞-毛原细胞-9o0-皮细胞-毒腺细胞-微导管-6023Qna 80c00obooooo06ooo-、f6的6aooo可a回i内
2.肌原纤维、肌节-肌原纤维是粗、细两类蛋白质肽链形成的肌丝。粗纤-丝为肌球蛋白myosin、有能激活AT 的活性部位，细纤丝为-肌动蛋白actin。粗、细纤丝按一定的方式排列即构成了肌-原纤维。-肌原钎维由几百个 带A带和明带（I带交替组-成，A带中央有一薄的中膈即M线、M线两端各具一明带即H-区，I带中央具一端-A带 -A带ZA带-膜即Z线，两Z线间-中中-+-的区段为一个肌节。-+H+-+中+-肌节是肌肉收-缩系与肌原纤维方式-肌膜沿肌纤维的横轴及纵轴向内陷入，形成包-裹每根肌原纤维的纵 交错的管道系统，用以迅速-传导来自神经的冲动讯号。-肌纤维的膜上具有众多的微气管分布，每一肌-纤维上有来自 个神经原的神经末梢分布，神经末-端和肌纤维膜形成二个端板即杜氏锥。分布与肌纤-维表面的神经纤维是成对的，其 一条用以控制肌-肉的快收缩、称快收缩神经，另一条控制肌肉的慢-收缩、称慢收缩神经。
第三节 昆虫的体壁和内部器官
第三节昆虫的体壁和内部器官一、昆虫的体壁昆虫等节肢动物的外骨骼长在身体的外面，而肌肉着生在骨骼内侧，因此，昆虫的骨骼系统称为外骨骼，也称体壁。
体壁的功能是：构成昆虫的躯壳，着生肌肉，保护内脏，防止水分蒸发，以及微生物和其他有害物质的入侵，起保护性屏障作用。
同时还是营养物质的贮存库，色彩和斑纹的载体。
此外，体壁可特化成各种感觉器官和腺体等，参与昆虫的生理活动。
（一）体壁的构造：由外向里可分为：表皮层、皮细胞层和底膜（图1-19）1．表皮层：构造最复杂的一层，自外向内可区分为上表皮、外表皮和内表皮三层，其中贯穿许多孔道。
（1）上表皮：由护蜡层、蜡层和角质精层组成，有的昆虫在蜡层和角质精层中间还有一个多元酚层。
此层具有不透性。
（2）外表皮：主要成分是几丁质鞣化蛋白（骨蛋白）及脂类化合物，决定昆虫体壁具有坚韧性。
图1-19 昆虫体壁构造模式图（3）内表皮：无色柔软，含有几丁质—蛋白质复合体，还有弹性蛋白，决定昆虫体壁具有曲折延展性。
2．皮细胞层：活细胞层，也称真皮层，是连续的单细胞层。
主要功能是控制昆虫的脱皮作用；分泌表皮层；组成昆虫体躯的外骨骼以及外长物；分泌脱皮液，在脱皮过程中消化旧的内表皮，并吸收其产物、合成新表皮物质；修补伤口；分泌绛色细胞等。
3．底膜：或称基膜，皮细胞层下的一层薄膜，是体壁最内的一层。
昆虫的体壁，特别是表皮层的结构和性能与害虫防治有着密切的关系。
在防治害虫时，我们使用的接触性杀虫剂，必须能够穿透它，才能发挥作用。
低龄幼虫，体壁较薄，农药容易穿透，易于触杀；高龄幼虫，体壁硬化，抗药性增强，防治困难，所以使用接触性杀虫剂防治害虫时要“治早治小”。
表皮层的蜡层和护腊层是疏水性的，使用乳油型的杀虫剂容易渗透进入虫体，杀虫效果往往要比可湿性粉剂好，如在杀虫剂中加入脂溶性的化学物质，杀虫效果也会大大提高。
对蜡层较厚的害虫，特别是被有蜡质介壳的昆虫，如蚧壳虫，可以使用机油乳剂溶解蜡质，杀灭害虫。
第一章第三节第四节 昆虫的腹部及其附器、体壁的构造
什么？ 3、昆虫的触角有哪些类型？每种类型各举一二例昆虫。 4、昆虫的足有哪些类型？各举一二例。 5、昆虫翅的三缘三角四区分别是指的什么？昆虫的翅有哪些类型？各
举一二例。 6、昆虫的头、胸、腹部各是什么中心？
Hale Waihona Puke • 底膜• 皮细胞层 内表皮 • 表皮层 外表皮
上表皮
护蜡层 蜡层 表皮质层
昆虫体壁构造图
二、体壁的功能（5方面）
1、起外骨骼的作用，维持体形。运动的肌肉均着生在体 壁上。
2、控制昆虫体内水份的蒸发，阻止异物进入昆虫体内。 3、着生各种感觉器官和腺体。 4、起营养成分贮存库的作用。 5、形成昆虫的体色、保护色。
三、体壁的衍生物
• 昆虫的体壁不是光滑的,上面生有很多毛、•刺、鳞片、 突起等等外长物。
• 昆虫 千奇百 怪的形 态和绚 丽多彩 的颜色 都是由 体壁所 构成的。
保护色
拟态 地 衣 螽 斯
警戒色
作业一
1、昆虫属于什么门？昆虫纲有什么特点？ 2、昆虫的头式有哪些类型？昆虫口器主要有哪些类型？它们的特点是
第三节 昆虫的腹部及其附器
昆虫的腹部是体躯的第三个体段，通常由9~11节构成，节 与节之间以节间膜相连。
腹部内部有消化系统、生殖系统和呼吸器官，腹部末端有 外生殖器，腹部是昆虫新陈代谢和生殖的中心。
腹部的基本构造
• 由三个部分组成： 背板、腹板、侧板
第四节 昆虫的体壁
一、体壁的构造和特性
• 体壁分为三个主要层次，从内向外分别是
举一二例。 6、昆虫的头、胸、腹部各是什么中心？
Hale Waihona Puke • 底膜• 皮细胞层 内表皮 • 表皮层 外表皮
上表皮
护蜡层 蜡层 表皮质层
昆虫体壁构造图
二、体壁的功能（5方面）
1、起外骨骼的作用，维持体形。运动的肌肉均着生在体 壁上。
2、控制昆虫体内水份的蒸发，阻止异物进入昆虫体内。 3、着生各种感觉器官和腺体。 4、起营养成分贮存库的作用。 5、形成昆虫的体色、保护色。
三、体壁的衍生物
• 昆虫的体壁不是光滑的,上面生有很多毛、•刺、鳞片、 突起等等外长物。
• 昆虫 千奇百 怪的形 态和绚 丽多彩 的颜色 都是由 体壁所 构成的。
保护色
拟态 地 衣 螽 斯
警戒色
作业一
1、昆虫属于什么门？昆虫纲有什么特点？ 2、昆虫的头式有哪些类型？昆虫口器主要有哪些类型？它们的特点是
第三节 昆虫的腹部及其附器
昆虫的腹部是体躯的第三个体段，通常由9~11节构成，节 与节之间以节间膜相连。
腹部内部有消化系统、生殖系统和呼吸器官，腹部末端有 外生殖器，腹部是昆虫新陈代谢和生殖的中心。
腹部的基本构造
• 由三个部分组成： 背板、腹板、侧板
第四节 昆虫的体壁
一、体壁的构造和特性
• 体壁分为三个主要层次，从内向外分别是
First part-insect insgut 昆虫的体壁与肌肉系统
Close-packed, regular or irregular tubercles, ridges, or tiny hairs Spines 刺 (a): thick hardened „setae‟, multicellular with undifferentiated epidermal cells
第二十讲 昆虫的体壁及内部结构 Integument & Internal Anatomy of Insects
昆虫的体壁 内部器官系统
肌肉系统Muscular system
消化系统Digestive system
排泄系统Excretory system
第一节 昆虫的体壁 Integument of Insects
而是分离的肌肉束。
心肌 横纹肌 平滑肌
（一）肌肉的组成 1．肌细胞（肌纤维）
昆虫的各种行为反应、内部器官的活动都是神经控制下的肌肉 收缩运动的体现。 肌细胞是一大型的多核细胞，具有肌膜、肌浆（细胞质）、线 粒体和其它细胞器，最重要的是具有许多细而平行的肌原纤维。 许多根肌细胞紧密结合形成一个肌束→一条肌肉由数量不等的 肌束集合而成。
可特化为各种器官和腺体：气管、前后肠、
生殖系统的一部分、部分腺体（臭腺、毒腺、 蜡腺等）
endoskeleton
色彩和斑纹的载体Determines colour
A key contributor to the success of Insecta
The amazing success of the insects must in part lie with the incredible mixture of flexibility and strength of the integument.
第二十讲 昆虫的体壁及内部结构 Integument & Internal Anatomy of Insects
昆虫的体壁 内部器官系统
肌肉系统Muscular system
消化系统Digestive system
排泄系统Excretory system
第一节 昆虫的体壁 Integument of Insects
而是分离的肌肉束。
心肌 横纹肌 平滑肌
（一）肌肉的组成 1．肌细胞（肌纤维）
昆虫的各种行为反应、内部器官的活动都是神经控制下的肌肉 收缩运动的体现。 肌细胞是一大型的多核细胞，具有肌膜、肌浆（细胞质）、线 粒体和其它细胞器，最重要的是具有许多细而平行的肌原纤维。 许多根肌细胞紧密结合形成一个肌束→一条肌肉由数量不等的 肌束集合而成。
可特化为各种器官和腺体：气管、前后肠、
生殖系统的一部分、部分腺体（臭腺、毒腺、 蜡腺等）
endoskeleton
色彩和斑纹的载体Determines colour
A key contributor to the success of Insecta
The amazing success of the insects must in part lie with the incredible mixture of flexibility and strength of the integument.
1 体壁.ppt1
表皮色：色素存在于表皮内 真皮色：色素存在于皮细胞内 真皮下色：色素存在于内部器官或血液中 表皮上色：色素存在于体表
二、结构色(structural colour) 物理色(physical colour)，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。
保幼激素（Juvenile hormone，JH）：咽侧体分泌
三、鞣化作用的激素调控
蜕皮激素：表皮鞣化、暗化的启动因子 鞣化激素(bursicon)： 神经分泌细胞分泌的 一种蛋白质（4*104u），它能启动鞣化作用，其作 用是活化血细胞中的酪氨酸酶。
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类： 一、色素色(pigmentary colour) 又名化学色(chemical colour)，由于昆虫体内 存在某种色素，可吸收或反射不同波长的光而呈现 出的颜色，依logy 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。
学习目的：获得有关昆虫生命活动和各种行 为的基本知识，解决农业生产中害虫的防治问题。 如：
体壁：农药渗透性、害虫抗药性 神经系统：杀虫剂 消化与营养：生物农药利用、昆虫饲养 循环系统：防御机制
(三)上表皮(epicuticle) 上表皮是表皮的最外层（1-3um），不含几丁质， 从内向外一般分为表皮质层、蜡层和护蜡层。 1．护蜡层(cement layer)：又名粘胶层， 是上 表皮的最外层（0.1um）。 主要成分：鞣化蛋白质和脂类。 功能：保护蜡层
防止水分蒸散 修补表皮损伤等。
2．蜡层(wax layer)：由皮细胞分泌而成（0.2-0.3um） 主要成分：长链烃类和其它脂肪酸酯和醇。 功能：阻止异物侵入、防止水分蒸散等。
二、结构色(structural colour) 物理色(physical colour)，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。
保幼激素（Juvenile hormone，JH）：咽侧体分泌
三、鞣化作用的激素调控
蜕皮激素：表皮鞣化、暗化的启动因子 鞣化激素(bursicon)： 神经分泌细胞分泌的 一种蛋白质（4*104u），它能启动鞣化作用，其作 用是活化血细胞中的酪氨酸酶。
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类： 一、色素色(pigmentary colour) 又名化学色(chemical colour)，由于昆虫体内 存在某种色素，可吸收或反射不同波长的光而呈现 出的颜色，依logy 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。
学习目的：获得有关昆虫生命活动和各种行 为的基本知识，解决农业生产中害虫的防治问题。 如：
体壁：农药渗透性、害虫抗药性 神经系统：杀虫剂 消化与营养：生物农药利用、昆虫饲养 循环系统：防御机制
(三)上表皮(epicuticle) 上表皮是表皮的最外层（1-3um），不含几丁质， 从内向外一般分为表皮质层、蜡层和护蜡层。 1．护蜡层(cement layer)：又名粘胶层， 是上 表皮的最外层（0.1um）。 主要成分：鞣化蛋白质和脂类。 功能：保护蜡层
防止水分蒸散 修补表皮损伤等。
2．蜡层(wax layer)：由皮细胞分泌而成（0.2-0.3um） 主要成分：长链烃类和其它脂肪酸酯和醇。 功能：阻止异物侵入、防止水分蒸散等。
实验六昆虫的腹部及体壁构造(1)(共32张PPT)
2 无翅亚纲昆虫腹部的附肢
广翅目泥蛉属幼虫腹部第1至第7节两侧各具1对分节的附肢。
显然，单一阳茎是由成对阳茎演化而来。
➢ 缨尾目、双尾目腹部的附肢
缨尾目和双尾目昆虫腹部的第二至第九腹节上各有1对附肢， 每一对附肢包括一，刺突内侧有1～2个能伸缩的泡。
。
➢ 在缨尾目和蜉蝣目中，一对尾须之间还有一根与尾须
相似的、由末端腹节背板向后延伸而成的细长分节的外 突物，称中尾丝。中尾丝不是附肢。
5.2 无翅亚纲昆虫腹部的附肢
广义无翅亚纲的昆虫除了部分种类生殖后节上具尾
须外，
这是无翅亚纲区
别于有翅亚纲的重要特征之一。
➢ 弹尾目腹部的附肢
弹尾目昆虫腹部的
上生有特化的三对附
➢
针状（矛状），产卵在植物组
织里。
➢
剑状或刀状，产在组织或土里。
➢
针状，产在嫩的树皮下或土里。
➢
锯齿状，产卵在表皮底下。
➢
，
产卵时产卵器刺入寄主
体内而将卵产于寄主体
中，甚至可将产卵器插
入树干上的虫孔，把卵
产在蛀干害虫如天体幼
虫体内。
➢
昆虫都无特化的产卵瓣，产卵器是由腹
部末端可以伸缩的几节变细形成，产卵时可以伸出很长，称为
上板（epiproct）、侧腹面的两块称肛侧板 （paraprocts）。部分种类第十一腹节上生有1对附肢， 叫尾须（cerci）。
➢ 腹部的变化
背板、腹板大小相等，气门居中。
背板大，腹板小，气门居下。
背板小，腹板大，气门居上。
➢ 侧背板：背板很大，向两侧扩展，在侧膜位置上。 ➢ 侧腹板：腹板很大，向上扩展，侧板与腹板愈合，形成侧腹
这些腹足的构造简单，由亚基节、基节与趾组成。鳞翅目幼虫
昆虫化学生态学1
昆虫化学生态学是研究昆虫与化学物质相互关系的科学领域。其中，昆虫性信息素作为昆虫交配时传递信息的化学物质，对于害虫防治具有重要意义。本文深入探讨了昆虫性信息素的生物学特性、研究方法及其在农林害虫防治中的实际应用。通过性引诱现象的观察与测定、天然物的提取方法等手段，性信息素被广泛应用于害虫测报和防治中，如利用大量诱杀法、迷向法以及与其他防治方法结合使用，显著提高了害虫防治效果。此外，性信息素的研究还带来了减少化学ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ药使用、保护生态环境和发展绿色农业等深远的社会和经济效益。随着更多昆虫性信息素的鉴定与合成，这一无公害治虫新技术将在害虫综合防治中发挥越来越大的作用。
《昆虫的体壁化学》PPT课件
annotated RR-1 protein
among B. mori, D.
melanogaster, and A.
mellifera.
25
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A Neighbor-joining
tree of annotated RR-2 protein among B. mori,
D. melanogaster, a26nd A. mellifera
Initially, patches of cuticullin, forming later on the
outer epicuticle, are secreted, followed by an
unsclerotized, chitinous cuticle referred to as
procuticle. Afterwards, formation of the epicuticle
完整版课件ppt
50
醌类色素
• 昆虫中主要有：
– 蒽醌anthraquinones, AQ – 蚜色素aphins – 苯醌benzoquinones：邻位或对位 – 泛醌ubiquinone
• 最重要的性质：具可逆的氧化-还原反应性 ，较简单的有很强的氧化性
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6
表皮层--内表皮
表皮层中最厚的一层（10～200μ m） ， 也是皮细胞向外最后分泌一层，蜕皮后仍 可继续沉积
主要含有几丁质-蛋白质复合体，呈多层片 状，表皮层具有特殊的弯曲和伸展性能
昆虫饥饿和脱皮时，内表皮可被消化、吸 收，有贮备营养成分的功能
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7
幼虫体壁的构造
作用：是真皮与表皮间运送物质的通道。
二、蛹蛾体壁构造的特点
（一） 蛹的体壁
1、在内表皮与外表皮之间多一 层能被苏木紫染色的中表皮。 （深褐色）
2、外表皮的鞣化程度比幼虫期 高，故比幼虫期坚硬。
3、上表皮中蜡层比幼虫期厚， 故保水性强 。
注：（1）外表皮及上表皮的完 善时间比幼虫期长。（2）节间 膜处也缺少外表皮、中表皮。
3.部位：节间膜、胸足、腹足等处的含蜡量较 少，水分易由此散失。
4.饲料：一般含可溶性碳水化合物多的桑叶， 蚕吃下后表皮蜡质含量较多。适熟叶〉老叶〉 嫩叶。良种桑〉实生桑。
5.蜡质：上蔟后蜡的熔点逐渐上升，使蛹表皮 保水性远比幼虫期好。
蚕儿的体壁还能透过一些气体、电解质、有机 溶剂、激素以及一些色素。例如：①体喷灭蚕 蝇。②体喷JH，MH。③农药的触杀作用等。 ④封闭蚕或蛹的气门后，仍能呼吸，但呼吸量 很低。据测定，蚕儿呼吸产生的CO2大约有 1/3～1/4是由体壁向外扩散的。
据电镜观察，桑蚕的壳脂蛋白层又明显分为 二层：
内层为脂蛋白层，厚度5000埃。
外层为高聚合脂质层，厚度250～500埃，外 层有小孔，具有吸收被消化了的旧内表皮物 质的机能，并能抑制蜕皮液酶的通过，保护 新外表皮下新形成的内表皮。
① 脂腈层：主要成分是一种含脂蛋白质（壳脂 蛋白），称脂腈素。该层明显分为两层，内层 500A，外层250－500A。脂腈素排列紧密，具 有抑菌、杀菌作用。
位于内表皮的上面上表皮的下面位于内表皮的上面上表皮的下面外表皮比内表皮薄约占表皮厚度的外表皮比内表皮薄约占表皮厚度的1155具有坚硬性和不染色性但其内一般含有色素性和不染色性但其内一般含有色素具有坚硬在蜕皮发生之前由真皮在蜕皮发生之前由真皮细胞分泌产生的二元酚通过孔道送至新上表皮下细胞分泌产生的二元酚通过孔道送至新上表皮下被多元酚氧化酶氧化成醌这种醌使蛋白质鞣化形成被多元酚氧化酶氧化成醌这种醌使蛋白质鞣化形成骨蛋白使外表皮变硬
二、蛹蛾体壁构造的特点
（一） 蛹的体壁
1、在内表皮与外表皮之间多一 层能被苏木紫染色的中表皮。 （深褐色）
2、外表皮的鞣化程度比幼虫期 高，故比幼虫期坚硬。
3、上表皮中蜡层比幼虫期厚， 故保水性强 。
注：（1）外表皮及上表皮的完 善时间比幼虫期长。（2）节间 膜处也缺少外表皮、中表皮。
3.部位：节间膜、胸足、腹足等处的含蜡量较 少，水分易由此散失。
4.饲料：一般含可溶性碳水化合物多的桑叶， 蚕吃下后表皮蜡质含量较多。适熟叶〉老叶〉 嫩叶。良种桑〉实生桑。
5.蜡质：上蔟后蜡的熔点逐渐上升，使蛹表皮 保水性远比幼虫期好。
蚕儿的体壁还能透过一些气体、电解质、有机 溶剂、激素以及一些色素。例如：①体喷灭蚕 蝇。②体喷JH，MH。③农药的触杀作用等。 ④封闭蚕或蛹的气门后，仍能呼吸，但呼吸量 很低。据测定，蚕儿呼吸产生的CO2大约有 1/3～1/4是由体壁向外扩散的。
据电镜观察，桑蚕的壳脂蛋白层又明显分为 二层：
内层为脂蛋白层，厚度5000埃。
外层为高聚合脂质层，厚度250～500埃，外 层有小孔，具有吸收被消化了的旧内表皮物 质的机能，并能抑制蜕皮液酶的通过，保护 新外表皮下新形成的内表皮。
① 脂腈层：主要成分是一种含脂蛋白质（壳脂 蛋白），称脂腈素。该层明显分为两层，内层 500A，外层250－500A。脂腈素排列紧密，具 有抑菌、杀菌作用。
位于内表皮的上面上表皮的下面位于内表皮的上面上表皮的下面外表皮比内表皮薄约占表皮厚度的外表皮比内表皮薄约占表皮厚度的1155具有坚硬性和不染色性但其内一般含有色素性和不染色性但其内一般含有色素具有坚硬在蜕皮发生之前由真皮在蜕皮发生之前由真皮细胞分泌产生的二元酚通过孔道送至新上表皮下细胞分泌产生的二元酚通过孔道送至新上表皮下被多元酚氧化酶氧化成醌这种醌使蛋白质鞣化形成被多元酚氧化酶氧化成醌这种醌使蛋白质鞣化形成骨蛋白使外表皮变硬
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几丁质的降解
Chitinases (E.C. 3.2.1.14) are enzymes that hydrolyze the linear polymer of chitin consisting of β-1,4-linked Nacetylglucosamines
Insect chitinases belong to family 18 glycosylhydrolases that hydrolyze chitin by an endo-type of cleavage while retaining the anomeric b-(1-4) configuration of products
Formation of the new cuticle starts after the ecdysial space opens as a result of the secretion of cuticle proteins and chitin fibers through the apical membranes of epidermal cells
• 据分子量分 –无硫眼色素，分子量低，称奥马丁，如 眼黄棕素、眼紫素
–杂环中含硫原子，分子量大，称奥敏
黄酮类
• 黄酮化学名称：2-苯基-1，4-苯并呋喃 • 分子环上的取代基具助色团作用，因此
呈鲜艳色彩 • 昆虫中主要两类：黄酮flavone和花色素苷
cyanidin，由食物中获取，贮存在脂肪体等组 织中
Tissue specificity of each cuticle protein family in B. mori
几丁质蛋白复合体结构
在表皮中，几丁质以 氢键和共价键与蛋白 结合成复合体的形式 存在。蛋白质以螺旋 方式绕于几丁质微丝 （含15-30条链）周 围，形成6角形亚单 位
表皮的化学成分—脂类 萜烯类化合物(terpenes)
Initially, patches of cuticullin, forming later on the outer epicuticle, are secreted, followed by an unsclerotized, chitinous cuticle referred to as procuticle. Afterwards, formation of the epicuticle seals the epidermis and protects it against the digestive enzymes of the molting fluid
几丁质的3种晶体形式
X衍射分析证明，几丁质有α、β和γ 3种晶体形式。 昆虫表皮中主要为α形式，其它两种仅存在于围食 膜内
Α型最稳定； β型易溶于甲酸，并转化为α型；经酸 或硫氰酸锂处理， β和γ 型均可转化为α型 晶化的几丁质和交联的蛋白质，共同构成外骨骼稳 定而坚硬的结构，具有重要的进化意义
表皮的化学成分—蛋白质
第一章 昆虫的体壁化学
体壁结构与功能 蜕皮 体壁的化学成分 体壁的色彩构成 体壁的重要代谢
几丁质
昆虫原表皮及围食膜的主要成份，虫体干重的2540％，最高达60％。也是真菌细胞壁、线虫卵壳 及节肢动物和软体动物molluscu体壁的主要组分 由N-乙酰基-D-葡萄糖胺聚合而成的线性同源多聚 体（linear homopolymer)
体壁结构与功能 蜕皮 体壁的化学成分 体壁的色彩构成 体壁的重要代谢
体壁的代谢
几丁质的生物合成和降解 蛋白及脂的生物合成 表皮的鞣化和暗化
几丁质的合成
部位：单体合成在细胞内，而纤丝的组装则在细 胞顶膜微绒毛顶端。由皮细胞以单体形式分泌到 质膜外侧，在几丁质酶作用下形成聚合物，并进 而结晶成束融合进较大的微纤丝中，形成几丁质 纤丝。 前体物：海藻糖；脯氨酸 合成步骤：8步
D. 蝶啶色素
• 含有蝶啶核的一类具荧光的色素，称为蝶呤
• 首先发现于粉蝶翅中，在鳞、膜、脉、半翅 目的翅及体壁中均存在
• 天然色素常是2种或2种以上蝶啶的混合物， 有些昆虫产生的不同色彩由不同各种蝶呤浓 度差所致
眼色素
• 首先从小眼中分离；在蛱蝶翅中；蛾类及 直翅目的体壁皮细胞内发现
• 主要分眼紫素、眼黄素、眼黄棕素-D。眼 黄素普遍存在于昆虫眼和表皮中，其它仅 在蝶类的翅及其它器官中发现
第一章 昆虫的体壁化学
体壁结构与功能 蜕皮 体壁的化学成分 体壁的色彩构成 体壁的重要代谢
Ecdysis is initiated by apolysis, the process that separates epidermal cells from the old cuticle by molting fluid secretion and ecdysial membrane formation. The molting fluid contains proteases and chitinases, enzymes that digest the main constituents of the old endocuticle
•
表皮的化学成分—脂类 甾类化合物(steroids)
表皮的化学成分—脂类 脂肪酸
表皮的化学成分—脂类 酰基甘油酯
表皮的化学成分—脂类 蜡
第一章 昆虫的体壁化学
体壁结构与功能 蜕皮 体壁的化学成分 体壁的色彩构成 体壁的重要代谢
体壁的色彩
色素色（化学色)：基本形式，由虫体一定 部位的某些化合物（如黑色素和嘌呤色素） 吸收某种光波而造成。又可分为表皮色、真 皮色、真皮下色和表皮上色4类 结构色(物理色)：是昆虫体壁上极薄的蜡层、 刻点、沟缝或鳞片等，使光散射、衍射、干 射产生的颜色 结合色（合成色）：色素色和物理色混合而 成,普遍存在 昆虫生物色素使昆虫形成了各种颜色，这是 昆虫保护色、警械色、拟态的基础
醌类色素
• 昆虫中主要有：
– 蒽醌anthraquinones, AQ – 蚜色素aphins – 苯醌benzoquinones：邻位或对位 – 泛醌ubiquinone
• 最重要的性质：具可逆的氧化-还原反应性 ，较简单的有很强的氧化性
昆 虫 中 醌 类 色 素 的 结 构
第一章 昆虫的体壁化学
Shortly before ecdysis, the molting fluid, which has accumulated in the apolysial space, is reabsorbed, allowing the recycling of old cuticle components
重要的表皮组分
各层均含，占表皮干重的50％以上。 在外表皮中形成鞣化蛋白
多样的存在形式：在一种天牛幼虫中
– 14％独立存在 – 56％与几丁质结合：共价键 – 30％与其它物质结合：2％借范德华力，25％以
氢键结合，3％以共轭键
不同表皮蛋白的抽提
可溶性蛋白：PH7.0的冷水48h 范德华力：PH7.0的冷0.167M的Na2SO4 ， 48h 氢键： PH7.0的冷7M尿素，48h 共价键：冷的0.01MNaOH，50-60度下5h
There are multiple genes encoding chitinases and chitinase-like proteins in all insect species studied using bioinformatics searches.
表皮层--内表皮
表皮层中最厚的一层（10～200μ m） ， 也是皮细胞向外最后分泌一层，蜕皮后仍 可继续沉积 主要含有几丁质-蛋白质复合体，呈多层片 状，表皮层具有特殊的弯曲和伸展性能 昆虫饥饿和脱皮时，内表皮可被消化、吸 收，有贮备营养成分的功能
表皮层--外表皮
在内表皮的外面，色深而坚硬，厚3～10μ m 是经鞣化反应形成的含骨蛋白层，几丁质排列呈 丝状，是表皮中最坚硬的一层 节间膜等柔软处外表皮一般不发达或不含外表皮 昆虫的内表皮和外表皮统称为原表皮(procuticle)， 其中常有孔道(pore canal)贯穿。孔道是表皮化 过程中或当表皮磨损时，皮细胞供应物质的通道
上表皮--蜡层
表皮质层之外，由皮细胞在脱皮前分泌 主要成分是长链烃类和其他脂肪酸酯和醇。紧靠 角质精层上 长链分子中的非极性一端朝外，因而具有疏水性 能，长链分子与垂直面成25~排列，分子间靠范 德华力交联在一起，以阻止体内水分丧失。因此， 对于虫体保持水分具有重要作用
上表皮--护蜡层
上表皮的最外层，由皮细胞腺分泌 主要成分是蛋白质和脂类，经过多元酚鞣 化后，性质相当稳定 具有保护蜡层的功能
Before sclerotization is completed, the insects expand their new cuticle and shed their old envelope, now called exuvia, by performing distinct motor programs and increasing body pressure
表皮层
上表皮 外表皮 内表皮
皮细胞层 底膜
底膜
体壁最内的一层，很薄 双层结缔组织，由胶朊纤维构成，内 层为无定型的致密层，外层为网状层 具选择通透性，使血液中的部分化学 物质和激素进入皮细胞
皮细胞层
体壁中唯一的活组织，为单细胞层，排 列整齐 主要功能：周期性分泌、沉积新表皮， 溶离、吸收旧表皮 可特化成绛色细胞、腺体、毛原细胞及 感受细胞等
表皮层--上表皮
表皮的最外层，该层不含几丁质，表皮中 最薄的一层（1—3／μm ） 分层（由内向外）
–表皮质层 –蜡层 –护蜡层
上表皮--表皮质层
上表皮最内的一层，由绛色细胞分泌，一般分为 内外两层： 内层称 多元酚层，厚而疏松，主要成份是脂蛋白多元酚复合体。其中含有多元酚氧化酶，在修复 伤口时具有鞣化受损表皮的作用 外层称角质精层，薄而质密。主要成分为鞣化的 脂蛋白，性质十分稳定，对蜡层中的极性基团有 特殊的亲和力。是皮细胞最先分泌的一层，具有 阻止蜕皮液内流的作用