河北农大普通昆虫学-第三篇-昆虫的内部解剖和生理(呼吸系统)
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第十四章
昆虫的呼吸系统
respiratory system
昆虫的呼吸过程包括两个环节 外呼吸: 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,即吸入氧气和排出二氧化碳, 进行气体交换,即吸入氧气和排出二氧化碳,是一 个物理过程. 个物理过程. 内呼吸: 指利用吸入的氧气, 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 能源物质,产生高能化合物 , 程.
{ {
(二)气门的结构
最简单的气门仅 是气管在体壁上的一 个开口, 个开口,称气管口 (tracheal orifice),它 , 是体壁内陷形成气管 后留下的原始孔. 后留下的原始孔.如 无翅亚纲昆虫的胸部 气门. 气门.
绝大多数昆虫的原始气管口, 绝大多数昆虫的原始气管口,已陷入体壁再 度内陷的气门腔(atrium)内,腔的外口称气门腔 度内陷的气门腔 内 口(atrial orifice),气门腔口常围以一块特别硬 , 化的骨片,称围气门片(peritreme). 化的骨片,称围气门片 .
血淋巴: 血淋巴:作能源物质运输的介体外 海藻糖和氨基酸的贮存库 脂肪体: 脂肪体:能源物质代谢的重要场所 合成糖元并贮存 合成甘油三酯并贮存 合成海藻糖释入血淋巴 将氨基酸转变成必需的糖类物质) 糖异生(将氨基酸转变成必需的糖类物质)
�
靠近气门的气管
气管分支
二,气管的分布和排列 气门( 气门(spiracle) ) 气门气管(spiracular trachea) 气门气管 背气管(dorsal trachea) 背气管 腹气管(ventral trachea) 腹气管 内脏气管(visceral trachea) 内脏气管 侧纵干( 侧纵干(lateral longitudinal trunk) ) 背纵干( 背纵干(dorsal longitudinal trunk) ) 腹纵干( 腹纵干(ventral longitudinal trunk) ) 内脏纵干( 内脏纵干(visceral longitudinal trunk) ) 背气管连锁( 背气管连锁(dorsal tracheal commissure) ) 腹气管连锁( 腹气管连锁(ventral tracheal commissure) )
二,气管鳃呼吸:昆虫利用气管鳃和水中氧的分压 气管鳃呼吸: 氧气. 差来摄取 氧气.
三,气泡和气膜呼吸 (1) 呼吸管:如孑孓,歇蝽 呼吸管:如孑孓, (2)"物理性鳃"呼吸 ) 物理性鳃" 四,寄生昆虫的呼吸方式 (1) 体壁的渗透 (2)气门呼吸
第四节 能量代谢和能源物质的相互转化
一,糖类 糖类是昆虫的重要能源物质, 糖类是昆虫的重要能源物质,主要来自食物中 的单糖,体内贮存的糖元和海藻糖. 的单糖,体内贮存的糖元和海藻糖.
呼吸商(respiratory quotient,RQ)或呼吸系数 呼吸商 , 或呼吸系数 有机体呼吸时释放二氧化碳的量与吸收氧气的 比值称为呼吸商(respiratory quotient,RQ)或呼 比值称为呼吸商 , 或呼 吸系数. 吸系数. 用呼吸商可判断昆虫所用的能源物质种类或代 谢途径: 谢途径: RQ=1时表示消耗的是碳水化合物 = 时表示消耗的是碳水化合物 RQ=0.8表示消耗的是蛋白质 = 表示消耗的是蛋白质 RQ=0.7表示消耗的是脂肪 = 表示消耗的是脂肪 影响呼吸商的因素很多,如虫态,飞行,饥饿等. 影响呼吸商的因素很多,如虫态,飞行,饥饿等.
五,气门(spiracle或stigma)及其开闭机制 气门 或 及其开闭机制 气门数目, (一)气门数目,分布形式 1. 多气门型 至少具有 对有效的气门 多气门型: 至少具有8对有效的气门 全气门式 周气门式 半气门式 2. 寡气门型:具1—2对有效 气门 寡气门型: 对有效 两端气门式 后气门式 前气门式 3. 无气门型(apneustic):无有效的气门 无气门型( ):无有效的气门 ):
第一节 气管系统
气门 气管,支气管, 气管系统 气管,支气管,微气管 气囊 气管(trachea)的组织 一,气管 的组织 气管由外胚层内陷而成 底膜(basement membrane) 底膜 管壁细胞层(epithelium) 组织结构 管壁细胞层 内膜(intima) 内膜
{
{
螺旋丝( 螺旋丝(taenidium): ):
呼吸运动
{
a. 仅背板运动:鞘,半翅目 仅背板运动: b. 背板和腹板同时运动:蝗虫 背板和腹板同时运动: c. 左右和上下压缩同时进行:鳞,脉翅目 左右和上下压缩同时进行: d. 沿腹部长轴伸缩:双翅目,蜜蜂 沿腹部长轴伸缩:双翅目,
二,微气管中的呼吸机制 昆虫呼吸所需氧气, 昆虫呼吸所需氧气,大都是通过微气管扩散 进组织和细胞中去的.微气管的末端常充满液体. 进组织和细胞中去的.微气管的末端常充满液体.
A.昆虫 昆虫 气管分 布图 (体躯横 体躯横 切面) 切面
◆昆虫气管分布模式图◆ 昆虫气管分布模式图◆ 体躯侧面透射, 体躯侧面透射,示气管干
三,微气管(tracheole) 微气管 气囊(air sac) 四,气囊 气囊是气管的某 些膨大成囊状, 些膨大成囊状,可被 压缩的部分. 压缩的部分
{
{ 竹节虫: 竹节虫:后→前 {
Fra Baidu bibliotek
前4对进气 对进气 后6对排气 对排气
胸部气门排气 腹部气门吸气
第二节 昆虫的其它呼吸方式
一,体壁呼吸:气体交换经体壁直接进行 体壁呼吸:
(1)没有或具不完整气管系统的昆虫,如弹尾目,寄 )没有或具不完整气管系统的昆虫,如弹尾目, 生性昆虫 (2)多数水生昆虫: )多数水生昆虫: (3)具备完整呼吸系统的昆虫: )具备完整呼吸系统的昆虫:
组织活动
↓ 产生的代谢物 ↓ 组织液的渗透压升高 ↓ 微气管末端的液体进入组织 ↓
微气管空气扩散管外 进行气体交换
组织停止活动
↓ 代谢产物氧化 ↓ 组织液的渗透压下降 ↓
微气管末端又重新充 满液体
CO2排出(扩散) 排出(扩散)
{
蝗虫:前→后 蝗虫:
体壁 气管系统
CO2排出速度是氧气吸入速度的 倍(原 排出速度是氧气吸入速度的35倍 大气中CO2分压低) 分压低) 因:大气中 气管中气流方向
氧化代谢
{
糖酵解 三羧酸循环 呼吸链的电子传递及氧化磷酸化过程
二,脂肪 脂肪是一种高效的能源物质
甘油酯 脂肪体 ←甘油
↙
↘
脂肪酸
↓
3-磷酸甘油酯 3-磷酸甘油酯
脂酰CoA 脂酰
β 氧化 ↓ -氧化
↓
↓
糖酵解
乙酰CoA 乙酰 三羧酸循环
↓
三,氨基酸 氨基酸的重要性主要是经过转氨作用后 生成各种酮酸, 生成各种酮酸,为三羧酸循环提供代谢中间 起动丙酮酸的彻底氧化. 体,起动丙酮酸的彻底氧化. 马铃薯叶甲,舌蝇, 马铃薯叶甲,舌蝇,以脯氨酸作为主要 能源物质. 能源物质.
(三)气门的开闭机构(closing apparatus) 三 气门的开闭机构 (1)外闭式气门: 关闭气门腔口如蝗虫 外闭式气门: 外闭式气门
(2)内闭式气门:关闭气管口 内闭式气门: 内闭式气门 过滤结构(filter apparatus). 过滤结构 . 气门腺(spiracular gland) 气门腺
第三节 气管系统的呼吸机制和控制
通风 气体在气管里的传送 扩散
{
一,气体的扩散 气体扩散 浓度梯度 气流压力梯度
{
二,通风作用
为了有效地进行通风作用,气管系统产生了两种适应结构: 为了有效地进行通风作用,气管系统产生了两种适应结构: (1)气管本身具有伸缩性 ) (2)气囊可被血压或体躯弯曲等压缩,表现出风箱作用. )气囊可被血压或体躯弯曲等压缩,表现出风箱作用.
昆虫的呼吸系统
respiratory system
昆虫的呼吸过程包括两个环节 外呼吸: 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,即吸入氧气和排出二氧化碳, 进行气体交换,即吸入氧气和排出二氧化碳,是一 个物理过程. 个物理过程. 内呼吸: 指利用吸入的氧气, 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 能源物质,产生高能化合物 , 程.
{ {
(二)气门的结构
最简单的气门仅 是气管在体壁上的一 个开口, 个开口,称气管口 (tracheal orifice),它 , 是体壁内陷形成气管 后留下的原始孔. 后留下的原始孔.如 无翅亚纲昆虫的胸部 气门. 气门.
绝大多数昆虫的原始气管口, 绝大多数昆虫的原始气管口,已陷入体壁再 度内陷的气门腔(atrium)内,腔的外口称气门腔 度内陷的气门腔 内 口(atrial orifice),气门腔口常围以一块特别硬 , 化的骨片,称围气门片(peritreme). 化的骨片,称围气门片 .
血淋巴: 血淋巴:作能源物质运输的介体外 海藻糖和氨基酸的贮存库 脂肪体: 脂肪体:能源物质代谢的重要场所 合成糖元并贮存 合成甘油三酯并贮存 合成海藻糖释入血淋巴 将氨基酸转变成必需的糖类物质) 糖异生(将氨基酸转变成必需的糖类物质)
�
靠近气门的气管
气管分支
二,气管的分布和排列 气门( 气门(spiracle) ) 气门气管(spiracular trachea) 气门气管 背气管(dorsal trachea) 背气管 腹气管(ventral trachea) 腹气管 内脏气管(visceral trachea) 内脏气管 侧纵干( 侧纵干(lateral longitudinal trunk) ) 背纵干( 背纵干(dorsal longitudinal trunk) ) 腹纵干( 腹纵干(ventral longitudinal trunk) ) 内脏纵干( 内脏纵干(visceral longitudinal trunk) ) 背气管连锁( 背气管连锁(dorsal tracheal commissure) ) 腹气管连锁( 腹气管连锁(ventral tracheal commissure) )
二,气管鳃呼吸:昆虫利用气管鳃和水中氧的分压 气管鳃呼吸: 氧气. 差来摄取 氧气.
三,气泡和气膜呼吸 (1) 呼吸管:如孑孓,歇蝽 呼吸管:如孑孓, (2)"物理性鳃"呼吸 ) 物理性鳃" 四,寄生昆虫的呼吸方式 (1) 体壁的渗透 (2)气门呼吸
第四节 能量代谢和能源物质的相互转化
一,糖类 糖类是昆虫的重要能源物质, 糖类是昆虫的重要能源物质,主要来自食物中 的单糖,体内贮存的糖元和海藻糖. 的单糖,体内贮存的糖元和海藻糖.
呼吸商(respiratory quotient,RQ)或呼吸系数 呼吸商 , 或呼吸系数 有机体呼吸时释放二氧化碳的量与吸收氧气的 比值称为呼吸商(respiratory quotient,RQ)或呼 比值称为呼吸商 , 或呼 吸系数. 吸系数. 用呼吸商可判断昆虫所用的能源物质种类或代 谢途径: 谢途径: RQ=1时表示消耗的是碳水化合物 = 时表示消耗的是碳水化合物 RQ=0.8表示消耗的是蛋白质 = 表示消耗的是蛋白质 RQ=0.7表示消耗的是脂肪 = 表示消耗的是脂肪 影响呼吸商的因素很多,如虫态,飞行,饥饿等. 影响呼吸商的因素很多,如虫态,飞行,饥饿等.
五,气门(spiracle或stigma)及其开闭机制 气门 或 及其开闭机制 气门数目, (一)气门数目,分布形式 1. 多气门型 至少具有 对有效的气门 多气门型: 至少具有8对有效的气门 全气门式 周气门式 半气门式 2. 寡气门型:具1—2对有效 气门 寡气门型: 对有效 两端气门式 后气门式 前气门式 3. 无气门型(apneustic):无有效的气门 无气门型( ):无有效的气门 ):
第一节 气管系统
气门 气管,支气管, 气管系统 气管,支气管,微气管 气囊 气管(trachea)的组织 一,气管 的组织 气管由外胚层内陷而成 底膜(basement membrane) 底膜 管壁细胞层(epithelium) 组织结构 管壁细胞层 内膜(intima) 内膜
{
{
螺旋丝( 螺旋丝(taenidium): ):
呼吸运动
{
a. 仅背板运动:鞘,半翅目 仅背板运动: b. 背板和腹板同时运动:蝗虫 背板和腹板同时运动: c. 左右和上下压缩同时进行:鳞,脉翅目 左右和上下压缩同时进行: d. 沿腹部长轴伸缩:双翅目,蜜蜂 沿腹部长轴伸缩:双翅目,
二,微气管中的呼吸机制 昆虫呼吸所需氧气, 昆虫呼吸所需氧气,大都是通过微气管扩散 进组织和细胞中去的.微气管的末端常充满液体. 进组织和细胞中去的.微气管的末端常充满液体.
A.昆虫 昆虫 气管分 布图 (体躯横 体躯横 切面) 切面
◆昆虫气管分布模式图◆ 昆虫气管分布模式图◆ 体躯侧面透射, 体躯侧面透射,示气管干
三,微气管(tracheole) 微气管 气囊(air sac) 四,气囊 气囊是气管的某 些膨大成囊状, 些膨大成囊状,可被 压缩的部分. 压缩的部分
{
{ 竹节虫: 竹节虫:后→前 {
Fra Baidu bibliotek
前4对进气 对进气 后6对排气 对排气
胸部气门排气 腹部气门吸气
第二节 昆虫的其它呼吸方式
一,体壁呼吸:气体交换经体壁直接进行 体壁呼吸:
(1)没有或具不完整气管系统的昆虫,如弹尾目,寄 )没有或具不完整气管系统的昆虫,如弹尾目, 生性昆虫 (2)多数水生昆虫: )多数水生昆虫: (3)具备完整呼吸系统的昆虫: )具备完整呼吸系统的昆虫:
组织活动
↓ 产生的代谢物 ↓ 组织液的渗透压升高 ↓ 微气管末端的液体进入组织 ↓
微气管空气扩散管外 进行气体交换
组织停止活动
↓ 代谢产物氧化 ↓ 组织液的渗透压下降 ↓
微气管末端又重新充 满液体
CO2排出(扩散) 排出(扩散)
{
蝗虫:前→后 蝗虫:
体壁 气管系统
CO2排出速度是氧气吸入速度的 倍(原 排出速度是氧气吸入速度的35倍 大气中CO2分压低) 分压低) 因:大气中 气管中气流方向
氧化代谢
{
糖酵解 三羧酸循环 呼吸链的电子传递及氧化磷酸化过程
二,脂肪 脂肪是一种高效的能源物质
甘油酯 脂肪体 ←甘油
↙
↘
脂肪酸
↓
3-磷酸甘油酯 3-磷酸甘油酯
脂酰CoA 脂酰
β 氧化 ↓ -氧化
↓
↓
糖酵解
乙酰CoA 乙酰 三羧酸循环
↓
三,氨基酸 氨基酸的重要性主要是经过转氨作用后 生成各种酮酸, 生成各种酮酸,为三羧酸循环提供代谢中间 起动丙酮酸的彻底氧化. 体,起动丙酮酸的彻底氧化. 马铃薯叶甲,舌蝇, 马铃薯叶甲,舌蝇,以脯氨酸作为主要 能源物质. 能源物质.
(三)气门的开闭机构(closing apparatus) 三 气门的开闭机构 (1)外闭式气门: 关闭气门腔口如蝗虫 外闭式气门: 外闭式气门
(2)内闭式气门:关闭气管口 内闭式气门: 内闭式气门 过滤结构(filter apparatus). 过滤结构 . 气门腺(spiracular gland) 气门腺
第三节 气管系统的呼吸机制和控制
通风 气体在气管里的传送 扩散
{
一,气体的扩散 气体扩散 浓度梯度 气流压力梯度
{
二,通风作用
为了有效地进行通风作用,气管系统产生了两种适应结构: 为了有效地进行通风作用,气管系统产生了两种适应结构: (1)气管本身具有伸缩性 ) (2)气囊可被血压或体躯弯曲等压缩,表现出风箱作用. )气囊可被血压或体躯弯曲等压缩,表现出风箱作用.