第六章 昆虫的呼吸系统
昆虫呼吸器官
昆虫呼吸器官
昆虫器官
昆虫呼吸器官
昆虫没有鼻子，它们怎么呼吸呢?原来昆虫是用气管呼吸的，它们有特殊的呼吸系统，即由气门和气管组成的器 官系统，气门相当于它们的"鼻孔"。
在昆虫的胸部和腹部两侧各有一行排列整齐的圆形小孔，就是气门。气门与人的鼻孔相似，在孔口布有专管过 滤的毛刷和筛板，就像门栅一样能防止其他物体的入侵。气门内还有可开闭的小瓣，掌握着气门的关闭。气门 与气管相连，气管又分支成许多微气管，通到昆虫身体的各个地方。昆虫依靠腹部的一张一缩，通过气门、气 管进行呼吸。
3、气管鳃呼吸
气管鳃是某些昆虫体壁向外突出的丝状或薄片状的结构，其中密布气管的分支，气管内的气体需要跨体壁与周 围环境进行气体交换。以气管鳃这种特殊结构进行气体交换的呼吸方式，称为气管鳃呼吸。最常见的具有气管 鳃的昆虫有蜉蝣目、蜻蜓目和毛翅目的幼虫。它们除用气管鳃呼吸外，还用体壁呼吸。在冬季，水中含氧较 高，虫体代谢水平较低，体壁呼吸即可维持生活，而在夏季，则需两者并用。
5、其他呼吸方式
除上述呼吸方式外，有些内寄生昆虫还有一些特殊的呼吸方式，有的初龄幼虫无气门，可以通过体壁直接从寄 主体内获得氧气，有些种类在腹部后端气门处生有尾钩，用于穿透寄主的皮组织使气门与大气连通。有的幼虫 刺激寄主的皮细胞或气管壁细胞向体内扩展。
昆虫能高度适应陆生环境，原因之一就是具备了该种特殊的呼吸系统。蚂蚁、蝗虫、螳螂、蝴蝶、蜜蜂、蚊 子、苍蝇等各类陆生昆虫都是以该种方式进行呼吸的。
生活在水中的昆虫也是用气门进行呼吸的。像蜻蜓、蜉蝣的幼虫长期适应水生环境，还形成了一种新的呼吸器 官--气管腮，能像鱼一样呼吸溶解在水中的空气。
1、气管呼吸
昆虫呼吸了解昆虫的呼吸系统和方式
昆虫呼吸了解昆虫的呼吸系统和方式昆虫是地球上最为繁多的物种之一，它们拥有独特而令人着迷的生物学特征。
其中，昆虫的呼吸系统是一个让人惊叹的设计，它们通过简洁而高效的方式进行呼吸。
昆虫的呼吸系统与人类的呼吸系统有很大的不同。
人类的呼吸系统包括鼻腔、喉咙、气管和肺，通过这些器官我们可以吸入氧气并排出二氧化碳。
而昆虫的呼吸器官主要由一系列的气管组成，气管分布在昆虫的各个身体部位，并通过气管管道与外界相连。
昆虫的呼吸系统之所以如此高效，一方面是由于它们的体型相对较小，气管可以直接分布到身体的每个细胞。
另一方面，昆虫的气管具有一个叫做气管末端终点的特殊结构，可以增加气体交换的表面积，使氧气可以更快地进入细胞，二氧化碳更快地排出体外。
昆虫的呼吸方式也有一些独特之处。
相比于人类的深呼吸和浅呼吸，昆虫在进行气体交换时采取了一种被称为扩散呼吸的方式。
所谓扩散呼吸，是指昆虫通过气管和气管细支来实现气体的交换，氧气和二氧化碳通过浓度梯度自然地扩散。
除了扩散呼吸外，昆虫还有一种特殊的呼吸方式叫做气体泵动呼吸。
在某些情况下，昆虫需要增加氧气的供应量，比如飞行或活动较剧烈时。
这时，昆虫就会通过肌肉收缩来改变体内气体的压力，使氧气被迫进入气管，从而增加氧气的摄取量。
另外一个令人惊叹的地方是昆虫的呼吸系统的适应能力。
由于昆虫种类繁多，它们对于不同环境的适应能力也各不相同。
有些昆虫在干燥的环境中可以通过调节气体泵动的频率来减少水分的流失，以此保持水分的平衡。
还有些昆虫可以通过呼吸气孔来调节体内的氧气浓度，适应不同的氧气需求。
总之，昆虫的呼吸系统是一个非常复杂而高效的生物学特征。
它们通过气管和气管终端结构实现了高效的气体交换，通过扩散呼吸和气体泵动呼吸两种方式实现了呼吸功能。
昆虫的呼吸系统的适应能力也让人叹为观止，它们可以根据环境的需求来调节呼吸方式和气体浓度。
通过对昆虫呼吸系统的了解，我们可以更加深入地认识这些小小生物的奇妙之处。
昆虫生理生化知识点总结
昆虫生理生化知识点总结昆虫的呼吸系统昆虫呼吸的方式主要有体表呼吸、气孔呼吸和气管系统呼吸三种。
体表呼吸是通过体壁进行氧气和二氧化碳的交换，适用于小型和薄壁昆虫。
气孔呼吸是昆虫在体表具有气孔，通过气孔与外界环境进行氧气和二氧化碳的交换，适用于适中大小昆虫。
气管系统呼吸是昆虫通过气管系统将氧气输送到不同部位的细胞中，适用于大型昆虫。
昆虫的循环系统昆虫的循环系统是由血管、血淋巴、心脏和血细胞组成，其功能是将氧气和养分输送到各个细胞，并将代谢产物和废物运送到排泄器官中。
昆虫的心脏是由一系列横纹肌构成的管状结构，通过心房和心室的收缩与舒张来实现血液的循环。
昆虫的消化系统昆虫的消化系统由口器、食道、贮食室、中肠和直肠组成，其主要功能是将食物转化为能量，并将消化后的养分输送到各种细胞中。
昆虫的口器类型多样，根据不同食性形态各异，适应不同的食物种类。
昆虫的排泄系统昆虫的排泄系统由马氏管、贮尿囊、中肠和肾组成，主要功能是将体内代谢产物和废物排出体外。
马氏管和贮尿囊是昆虫体内产生尿液的部位，尿液中含有甲酸盐、胱氨酸、蛋白质和无机盐等成分。
昆虫的神经生理昆虫的神经系统是由中枢神经系统和外周神经系统组成，中枢神经系统由脑和腹神经节组成，外周神经系统由感觉神经和运动神经组成。
昆虫的感觉器官包括触角、眼睛、嗅觉器官和听觉器官，这些器官能够感知外界刺激并进行信息传导。
昆虫的内分泌系统昆虫的内分泌系统是由脑下垂体、中肠、神经内分泌细胞和外分泌器官组成，内分泌系统参与昆虫的生长发育、繁殖和行为等生理过程。
神经内分泌细胞能够分泌促生长激素、蜕皮激素、卵白素和酶类等物质，影响昆虫的生理功能。
总之，昆虫的生理生化知识是一门非常广泛而又复杂的学科，涉及到多个研究领域。
通过深入探讨昆虫的呼吸、循环、消化、排泄、神经生理和内分泌等方面的知识，能够更加全面地了解昆虫的生存与生长规律，为生态环境保护和农业害虫防治提供科学依据。
昆虫的呼吸系统与气体交换
昆虫的呼吸系统与气体交换昆虫是地球上最多样化和最成功的生物类群之一。
它们在各个生态系统中都扮演着重要的角色。
尽管昆虫的呼吸系统与其他动物有所不同，但这使得它们能够适应各种环境并展示出惊人的适应性。
本文将探讨昆虫的呼吸系统以及与气体交换相关的重要过程。
一、昆虫的呼吸系统概述昆虫的呼吸系统由一系列连接在一起的气管组成。
气管是由上皮细胞形成的管道网络，类似于我们的呼吸道系统。
不同的昆虫呼吸系统的结构和布局有所不同，但总体上由一对气管管道和气孔组成。
二、气管系统的运作原理昆虫的气管系统通过一系列气孔与外部环境相连，气孔通常位于昆虫体表的一侧或腹部。
气孔的打开和关闭是由一些微小的开合肌肉控制的，从而控制了气体进出的量。
当昆虫需要氧气时，气孔打开，允许空气进入气管系统。
空气通过气管主干进入各个分支，最终到达细小的气管末梢。
氧气从气管末梢中扩散到昆虫的细胞中，同时二氧化碳也通过相同的过程从细胞中排出。
三、气体交换的机制气体交换是昆虫呼吸系统中非常重要的过程。
当氧气通过气管扩散到细胞中时，二氧化碳从细胞中通过相同的方式进入气管。
这个过程主要通过扩散来完成，由于昆虫的体积相对较小，所以气体交换可以有效地进行。
昆虫的呼吸系统与脊椎动物的呼吸系统相比，需要更高的表面积与体积比，以确保足够的氧气供应。
因此，昆虫气管系统分布广泛，达到了高效的气体交换。
四、昆虫的气体交换与物种适应昆虫的呼吸系统使它们能够适应各种不同的环境和生活方式。
例如，一些昆虫在水中生活，通过气泡把空气带入气管系统，从而实现气体交换。
而在高海拔环境中生活的昆虫则具有更高的气管分支，以增加表面积和增强氧气的吸收。
此外，昆虫的呼吸系统也与它们的飞行能力密切相关。
飞行需要大量的氧气供应和能量，昆虫的气管系统能够满足这个需求。
一些昆虫甚至通过调节气孔的大小和数量来控制氧气的摄取量，从而适应不同的活动强度。
总结：昆虫的呼吸系统与气体交换是昆虫适应各种环境的重要生理过程。
第六章 昆虫的呼吸系统╲t第六章 昆虫的呼吸系统╲t第六章 昆虫的呼吸
支气管
肌肉
端细胞 空气柱部分 液体柱部分
支气管
深入到肌肉中的微气管
第二节 气管系统的结构与功能
2.4 微气管和气囊
——气囊
气囊是气管或支气管局
部膨大形成的囊状构造。
质薄而软; 无明显的螺旋
蜜 蜂
丝，可以借血压的变化或
工 蜂
体躯的伸缩而胀缩。主要
体 内
功能是增加气管内的通风
发
达
作用; 增加浮力; 促进血液
CO2的排除与O2的吸入一样，也是靠扩散作用。因大气 中CO2分压比虫体内低，所以CO2除通过气管系统排除外， 还可通过体壁扩散到体外。
第六章 昆虫的呼吸系统
第四节 呼吸代谢和能量供应
呼吸代谢是动物通过对能源物质的氧化，为肌体提供 生命活动所需能量的过程。这些能量一部分作为热能散 失，另一部分以高能磷酸化合物（ATP）的形式贮存起 来。以后当高能化合物分解时，把贮存的能量释放出来， 供生命活动使用。
的
循环。在飞翔力强的昆虫
气 囊
中气囊尤为发达。
第六章 昆虫的呼吸系统
第三节 气管系统的呼吸机制
气体交换包括大气与气管间、微气管与代谢组织间的扩 散作用、气管和气囊的通风作用和气门开闭的调控作用。
３.1 气体扩散机制
扩散作用的部位： 大气 气管
扩散作用的机制： 气体分压差：O2管外＞管内
CO2管外＜管内
第三篇 昆虫的内部解剖和生理
第六章 昆虫的呼吸系统
昆虫的呼吸系统（respiratory system）是由外胚层内 陷形成的管状气管系统（tracheal system）组成的。 以气管进行呼吸是昆虫及其它许多节肢动物的重要生理 特征。 昆虫的呼吸作用包括氧的吸入和二氧化碳的排除，以及 氧与基质结合产生能量的过程。前一过程是指虫体与外 界进行气体交换的物理过程；后一过程是指代谢组织利 用氧分解能源化合物产生能量的生物化学过程，又称细 胞呼吸。
第6章呼吸系统共20页PPT资料
第二节2.气3管系气统的结管构与功能
——气管的分布和排列
【横向分布】伸向背面 的背气管，伸向腹面的 腹气管，伸向中央的内 脏气管。
【纵向排列】连接所有 气门气管的侧纵气管干， 连接背气管的背纵气管 干，连接腹气管的腹纵 气管干，连接内脏气管 的内脏纵气管干。
背膈 消化道
气门
背血管
背板 背气管
内脏气管 气门气管
关闭；闭肌松驰时，两唇瓣张开，气门开启。
【内闭式气门】 结构：筛板、闭弓、闭带、闭杆、闭肌 和开肌。 开闭：闭肌收缩时，闭弓牵动闭带推向对面，将气管
口关闭；闭肌松驰时，由于闭弓的弹性或开肌收缩，将 闭带拉回，而使气管开放。
2.3 气 管
——气管的组成及特点
【组织结构】 由外胚层内陷形成，因而与体壁构造相 同、但层次相反。由外向内由底膜、管壁细胞和内膜 组成。内膜通常局部加厚形成螺旋丝，以增强气管的 韧性。 【构造特点】 相当于体壁表皮层的内膜脱皮时作为 “蜕”脱掉；内膜因无蜡质层存在，因而是虫体失水 的重要部位。 【功能】 气体交换的通道；通风作用。
食
物
能
中
的
合成代谢
源 物
营
质
养
脂肪体
分解代谢
热能散失
能 量
生命活动
４.１能源物质及其代谢
生物用以氧化产生能量的化合物称为能源物质。这些物 质主要包括碳水化合物、脂肪和氨基酸。不同昆虫、昆虫 的不同组织，以及不同生理状态下的昆虫，常利用不同的 能源物质。如蜜蜂和丽蝇主要利用糖，蝗虫和蛾类飞行中 主要利用脂肪，马铃薯叶甲等以脯氨酸作为飞行时的燃料 化合物。
2.2 气 门
——气门的分布
【多气门型】 全气门式——具10对有效气门，在中、后胸上各1
昆虫的呼吸方式和器官
昆虫的呼吸方式和器官昆虫是地球上数量最多的生物类群之一，它们在各个环境中都有所存在。
要在各种环境中存活，昆虫必须具备适应不同气候和生活条件的呼吸方式和器官。
本文将介绍昆虫的呼吸方式和器官的工作原理。
一、昆虫的呼吸方式昆虫的呼吸方式主要分为两种：气孔呼吸和气管呼吸。
1. 气孔呼吸昆虫的身体表面布满了许多微小的气孔，称为气门。
这些气门通过细小的通道与内部的气管系统相连。
昆虫通过开闭气门的方式进行气体交换。
当气门开启时，氧气从外部进入昆虫体内，二氧化碳通过气门排出体外。
这种呼吸方式适用于较小体型的昆虫，如蚊子、苍蝇等。
2. 气管呼吸气管呼吸是昆虫最常见的呼吸方式，主要适用于大型昆虫。
昆虫的气管系统由一系列细小的气管组成，这些气管贯穿整个昆虫体内，将氧气输送到各个细胞。
气管内壁有微小的气管支气管，能够将氧气输送到更细的气管，确保昆虫每个细胞都能得到充足的氧气供应。
气管呼吸使昆虫能够进行更高强度的运动和活动。
二、昆虫的呼吸器官昆虫的呼吸器官主要是气门和气管系统。
1. 气门气门位于昆虫的外骨骼上，它们是昆虫与外界环境进行气体交换的通道。
气门通常分布在昆虫的身体表面，如翅膀、腹部和背部等部位。
昆虫通过调控气门的开闭来控制气体的进出，保持体内的氧气供应和二氧化碳排出。
2. 气管系统昆虫的气管系统是由一系列细小的气管和气管支气管组成的。
气管从昆虫的气门进入体内，贯穿整个昆虫的体腔。
气管内壁有微小的气管支气管，能够将氧气输送到更细的气管，确保昆虫每个细胞都能得到充足的氧气供应。
气管系统还与昆虫的食管相连，使昆虫在进食时能够同时进行呼吸。
三、不同环境下的呼吸昆虫的呼吸方式和器官能够适应不同的生活环境。
以下是几种特殊环境下昆虫的呼吸方式：1. 水中呼吸对于生活在水中的昆虫，它们需要采取特殊的呼吸方式来获取氧气。
一些水生昆虫通过在体表上形成气泡，利用体外的氧气进行呼吸。
还有一些水生昆虫的气门具有特殊结构，能够在水中进行气体交换。
昆虫的呼吸与循环系统
昆虫的呼吸与循环系统昆虫是地球上数量最多的动物之一，拥有独特的呼吸和循环系统。
这些系统与它们的身体特点和生活习性密切相关，使得昆虫能够适应各种环境和生存条件。
本文将深入探讨昆虫的呼吸和循环系统的结构和功能。
呼吸系统：昆虫的呼吸系统是通过直接将氧气输送到细胞中，而不是通过肺部或鳃器来进行气体交换的。
在昆虫的身体结构中，气管系统（也称为气管状呼吸系统）起着关键作用。
气管系统由一系列称为气管的细长管道组成，它们贯穿整个昆虫的身体。
气管通过与外界联系的小孔，称为气门，进入昆虫的体内。
气管系统的主要功能是将氧气输送到细胞中，并将二氧化碳排出体外。
气管中的气体交换在细胞水平上进行，其过程称为气管贴壁呼吸。
这种呼吸方式使昆虫能够高效地获得氧气，并以低代价将二氧化碳排出体外。
这也意味着昆虫在进行剧烈活动时，其气管系统能快速地适应氧气的需求，并保持呼吸顺畅。
循环系统：昆虫的循环系统由心脏、血管和血液组成。
相比于脊椎动物的复杂循环系统，昆虫的循环系统较为简单，但同样有效地满足了其身体对氧气和营养物质的需求。
昆虫的心脏通常位于胸部，它由一系列纵向的动脉和横向的血程组成。
心脏通过周期性的收缩和舒张，将血液推送至各部位。
与脊椎动物不同的是，昆虫的血液并不携带氧气，而是通过气管系统进行气体交换。
昆虫的血液主要由淋巴组成，其中含有营养物质和废物。
血液将这些物质从消化系统、呼吸系统和分泌系统中收集起来，并传输到各个细胞中。
同时，血液还通过对体温的调节，帮助昆虫维持适宜的体温以适应环境变化。
与呼吸和循环系统密切相关的是昆虫的飞行能力。
许多昆虫能够通过快速的翅膀运动飞翔，这对它们的呼吸和循环系统提出了更高的要求。
在飞行过程中，昆虫需要大量的氧气和能量，以支持其繁忙的肌肉工作。
因此，它们的呼吸和循环系统必须高度协调，以满足这些需求。
总结：昆虫的呼吸和循环系统是其生存和繁衍的关键机制。
通过简洁而高效的气管系统，昆虫能够获得足够的氧气，并将二氧化碳排出体外。
昆虫的呼吸系统与气体交换
在缺氧环境下，昆虫会通过提高体内氧气的利用效率来应对缺氧环境，如通过减少氧气消耗、增加氧气储存 等方式来延长生存时间。
利用气管系统进行气体交换
昆虫的气管系统可以将氧气直接输送到体内各个部位，因此在缺氧环境下，昆虫会利用气管系统进行气体交 换，以获取更多的氧气。
进行间歇性呼吸
一些昆虫在缺氧环境下会进行间歇性呼吸，即短时间内进行快速呼吸以获取足够的氧气，然后较长时间内停 止呼吸以节省能量。
昆虫呼吸系统与免疫学
研究昆虫呼吸系统在免疫反应中的作用，为揭示昆虫的免疫机制和 开发新型免疫疗法提供参考。
仿生学中借鉴昆虫呼吸系统结构设计
高效气体交换器
借鉴昆虫呼吸系统的高效气体交换特性，设计具有类似结构的人工气体交换器，用于提 高工业生产和医疗领域中的气体交换效率。
微型飞行器呼吸系统
借鉴昆虫呼吸系统的结构和功能，为微型飞行器设计类似的呼吸系统，以满足其在复杂 环境中的氧气需求。
气体交换调控机制
神经调节
昆虫通过神经系统对气管系统的收缩和扩张进行精确控制，从而调节气体交换的速率和量 。
体液调节
昆虫体液中的化学物质对气管系统的功能具有调节作用。例如，某些激素可以影响气管的 通透性和收缩性，从而改变气体交换的效率。
环境因素
环境因素如温度、湿度和氧气浓度等也会影响昆虫的气体交换。昆虫能够根据环境变化调 整自己的呼吸方式和气体交换速率，以适应不同的环境条件。
功能
昆虫的呼吸系统的主要功能是进 行气体交换，即吸入氧气并排出 二氧化碳，以保证昆虫的正常生 命活动。
昆虫呼吸系统类型
气管系统
昆虫的主要呼吸系统，由一系列分支 的气管组成，气管再分支为微气管， 将氧气直接输送到每个细胞中。
《昆虫的呼吸系统》课件
昆虫呼吸系统的进化历程
原始状态
最原始的昆虫通过气孔进 行呼吸，没有气管。
进化过程
随着昆虫的进化，支气管 系统逐渐形成，提高了氧 气输送的效率。
适应环境
不同种类的昆虫根据其生 活环境的不同，演化出不 同的呼吸器官和结构，以 适应各种环境。
02
昆虫呼吸系统的组成
气孔
气孔是昆虫的呼吸器官，位于 昆虫的胸部和腹部，是昆虫与 外界环境进行气体交换的通道 。
气管由一系列细长的管道组成，这些管道相互连接形成一个复杂的网络 。
氧气通过气管的传输机制被输送到昆虫体内的各个部分，满足昆虫的代 谢需求。同时，二氧化碳也会通过这个网络被排出体外。
微气管的交换机制
微气管是昆虫呼吸系统中的一种特殊结 构，主要负责在昆虫体内进行气体交换
。
微气管的交换机制是通过扩散作用实现 的，氧气和二氧化碳在微气管内进行扩
呼吸色素与呼吸酶
呼吸色素是存在于昆虫体内的一种色 素，具有传递氧气的功能。
呼吸色素与呼吸酶在昆虫的呼吸过程 中起着重要的作用，是维持昆虫生命 活动必不可少的物质。
呼吸酶是一类生物催化剂，能够加速 呼吸过程中氧气和二氧化碳的交换速 度。
03
昆虫呼吸系统的运作机制
气孔的开关机制
气孔是昆虫呼吸系统的主要入口 ，通过气孔昆虫可以吸入氧气并
功能
呼吸系统的主要功能是提供氧气 、排除二氧化碳，维持昆虫体内 正常的气体代谢。
昆虫呼吸系统的特点
01
02
03
气孔
昆虫通过气孔进行呼吸， 气孔分布在体表，数量较 多，能够快速适应环境变 化。
气管
昆虫体内有一套复杂的支 气管系统，由许多微小的 气管组成，能够将氧气输 送到各个组织器官。
第三节昆虫的呼吸系统解析
直肠
Ａ.蜉蝣的 气管鳃 Ｂ.蜻蜓的 直肠鳃
B
A
肛门
水流
第六章 昆虫的呼吸系统
第二节 气管系统的结构与功能
对占绝大多数昆虫种类的陆生昆虫来说，其呼吸系统亦 即气管系统。
2.1 气管系统的组成
从解剖学角度看，气管系统由外向内主要由由气门、气 管、微气管等组成。 气门——气管在虫体两侧体壁上的开口。 气管——分粗细不等的主气管、支气管。 气囊——气管的局部膨大部分。 微气管——气管分支末端伸入组织的微细盲管。
第四节 呼吸代谢和能量供应
４.１能源物质及其代谢
——碳水化合物的代谢 正常情况下，昆虫体内消耗的主要是糖类。 碳水化合物的氧化代谢包括在细胞质中的糖酵解和在 线粒体中的三羧酸循环。
——脂肪酸的代谢 脂肪酸作为能源物质时，一般先活化成脂酰ＣＯＡ， 再转入线粒体，经 ß－氧化生成乙酰Ｃ Ｏ Ａ后，进入三 羧酸循环。 ——氨基酸的代谢 昆虫一般不利用氨基酸作为能源物质。虫体内的氨基 酸主要通过转氨作用生成各种酮酸，为三羧酸循环提供 代谢中间体，启动丙酮酸的彻底氧化。
３.３ 气门控制机制
气门的开闭起着调节气体流量的作用。昆虫在不同活 动状态下，气门开启与否以及开启程度、开放时间是不 同的。通常情况下，许多昆虫多数体节上的气门是关闭 的，以减少体内水分的散失；只有当剧烈活动时才将气 门打开。
第三节 气管系统的呼吸机制和控制
３.４ 气体交换过程
昆虫在静息状态下，微气管末端充满液体，进入气管内 的气体只能到达液面，而不能进入微气管的末端。当组织 活动（如肌肉收缩）时，由于代谢产物（如乳酸）增多， 因而提高了微气管周围液体的渗透压，促使微气管内的液 体向外渗透，气管内的气体之到达微气管的末端，进而扩 散到呼吸代谢组织。代谢产物被氧化分解后，血液的渗透 压恢复，微气管末端又重新充满液体。 CO2的排除与O2的吸入一样，也是靠扩散作用。因大气中 CO2 分压比虫体内低，所以 CO2 除通过气管系统排除外，还 可通过体壁扩散到体外。
《昆虫的呼吸系统》课件
昆虫通过气孔进行呼吸，气孔位于胸部和腹部的两侧，数量较多。
气孔
气管
肺
昆虫体内有一系列的微小气管组成的气管系统，负责输送氧气和排除二氧化碳。
某些昆虫具有肺结构，如蝴蝶和蛾类，其肺是由许多薄壁的肺泡组成，具有较高的气体交换效率。
03
02
01
最早的昆虫可能通过简单的气孔进行呼吸。
原始状态
随着昆虫的进化，出现了复杂的气管系统，提高了气体交换的效率。
代谢调整
低氧环境下，昆虫主要通过增加气孔的开度和频率来增加氧气摄入量；同时，会加强细胞内氧的传递和利用，以提高氧气利用率。
呼吸机制的适应性
特殊呼吸器官
01
水生昆虫具有特殊的呼吸器官，如鳃或书肺，能够从水中提取氧气并排除二氧化碳。
根据环境变化进行调节，如潜水时，会减缓呼吸频率以延长潜水时间；而在水面上时，则会加快呼吸频率以满足氧气需求。
06
CHAPTER
昆虫呼吸系统的未来研究方向
深入研究昆虫呼吸系统与代谢之间的相互作用关系，有助于揭示昆虫适应环境变化的机制。
总结词
昆虫的呼吸系统与代谢密切相关，通过研究呼吸系统如何调节能量代谢，可以更好地理解昆虫在各种环境条件下的生存策略。例如，研究昆虫如何通过改变呼吸模式来应对温度变化或氧气不足的情况，有助于开发控制害虫的更有效方法。
气管的出现
某些昆虫在进化过程中发展出了肺结构，进一步提高了呼吸效率和适应环境的能力。
肺的进化
02
CHAPTER
昆虫呼吸系统的组成
气孔是昆虫呼吸系统的主要组成部分，位于昆虫的胸部和腹部，是气体交换的通道。
气孔通过开闭调节昆虫体内氧气的供应和二氧化碳的排出，以维持昆虫正常的生理功能。
昆虫生理学第六章呼吸系统
2，通风作用
行动活泼和飞行的昆虫，除气体扩散作用外，还 需要有通风作用来保证氧的迅速供应，并尽快地排 除体内产生的二氧化碳。
部位： 机制：
气管 、气囊 体躯的运动 气管、气囊的伸缩
为了有效地进行通风作用，气管系统产生了两 种适应结构：
③半气门式：(Hemipneustic)： 具有8对有效气 门，即中胸1对，腹部7对。 如蕈蚊科幼虫
2，寡气门型 ① 两端气门式：(Amphipneustic)：具有2对有效气
门，即前胸1 对，第8腹节上1对。 如蝇科幼虫 ② 后气门式： (Metapneustic)具有1对有效气门，
位于腹部最一节上。如蚊科幼虫 ③ 前气门式：(Propneustic)有1对有效门，位于前
（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。 昆虫体躯的收缩运动是产生通风作用的主要原因， 这种体躯的收缩运动也可称为呼吸运动。
呼吸运动
a. 仅背板运动：鞘、半翅目 b. 背板和腹板同时运动：蝗虫 c. 左右和上下压缩同时进行：鳞、脉翅目 d. 沿腹部长轴伸缩：双翅目、蜜蜂
第一节 昆虫的呼吸方式
由于昆虫体躯结构不同生活习性不同，呼吸方式也不同， 主要呼吸方式有： 一、气管呼吸（大多数陆栖昆虫）
绝大部分陆生昆虫的呼吸方式。体内有完整的逐级分支 的器官系统，并以气门开口于体壁。
二 没交
、 有换
体 壁 呼
ห้องสมุดไป่ตู้
气。 管 系
吸 （ 如 弹
统 ， 用 体
尾 目 ）
壁 直 接 进
几丁质组成。
2 构造特点： （1）内膜上无蜡质 （2）气管可伸缩 （3）脱皮时可脱掉
昆虫的呼吸系统1PPT
组织活动
↓
产生代谢物
↓
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
↓
微气管末端重新充满液体
{体壁
CO2排出（扩散） 气管系统
CO2排出速度是氧气吸入速度的35倍（原 因：大气中CO2分压低）。
蝗 虫：前
气门腔(atrium) 气门腔口(atrial orifice) 围气门片(peritreme)
（三）气门的开闭机构(closing apparatus) (1)外闭式气门： 关闭气门腔口，如蝗虫
1对唇形瓣 垂叶 闭肌
(2)内闭式气门： 在气门腔口，往往能见到被称为筛板的密生细毛
的刷状过滤结构(filter apparatus)。 气门腺(spiracular gland) ：气门腺主要存在于水 栖昆虫中，用以在气门表面分泌一层疏水性的物质，
◆昆虫气管分布模式图◆ 体躯侧面透射，示气管干
三、微气管(tracheole) 当昆虫的气管分枝到
直径为2-5μm时，伸入 一个掌状的端细胞(end cell)，由端细胞再形成一 组直径在1μm以下，末 端封闭的微管—微气管， 伸入组织内或细胞间， 向各组织直接输送氧气。
四、气囊(air sac) 气囊是气管的某些膨大 成囊状，可被压缩的部分 气囊易被血压或体躯的 弯曲压缩或扩张(无螺旋丝)
后
前4对进气 后6对排气
气管中气流方向
竹节虫：后
前
胸部气门排气 腹部气门吸气
三、气门开闭的调控 为了减少水分的蒸发，昆虫在正常呼吸过程中总
昆虫生理学第六章(呼吸系统)
2 构造特点： （1）内膜上无蜡质 （2）气管可伸缩 （3）脱皮时可脱掉
3 气管的功能：
通风作用
（二）气管的分布和排列
三、气囊（air sac）和微气管(tracheole)
气囊 1) 概念：气管的膨大部分 2) 特点：(1) 薄而软 (2) 无明显螺旋丝
微气管 1) 概念：直径在一微米以下的末端封闭的气管。 2) 特点：(1) 脱皮时不脱去 （2）通透性强
蝗虫气门
内闭式气门
开闭构造位于气管口的气门。这种开闭构造主要包括闭 弓和闭带。当闭肌收缩时，牵动闭带推向闭弓而将气管口关闭； 当闭肌松弛、开肌收缩时，将闭带拉回，气管口开启。
大多数昆虫的气门，特别是腹部气门属于这种类型。这 类气门的气门腔口没有活瓣，但常在气门腔口内侧有过滤结 构，以防止灰尘、细菌和水的侵入。
2，CO2的排出和O2的吸入一样，也是靠扩散作用，因大 气中CO2分压低，所以CO2除通过气管系统排除外，还可通过 体壁扩散出来。
3，新陈代谢废物被氧化以后，血液的渗透压又复原状， 微气管未梢就又充满液体。
第四节 气管系统功能
昆虫供氧，不靠血液，直接依靠气管 O2 各组织器官中去 CO2 排出体外
作业与思考题
1. 昆虫有哪些呼吸方式？ 2.气管呼吸的机制和调控方法是怎样的？ 3.谈谈昆虫呼吸作用与害虫防治的关系。
行
气
体
三、气管鳃呼吸（水生昆虫如蜉蝣的气管腮和 蜻蜓直肠腮）
四（ 、水 气生 泡昆 和虫 气如 膜龙 呼虱 吸）
五、寄生昆虫的呼吸方式
通过体壁直接从寄主体内获得氧气
第二节 气管系统的来源、组成 气管的来源：外胚层
气管系统的组成
气门（spiracle）：气管在身体两侧的开口 气管(trachea)（主气管、支气管） 气囊(air sacs)：气管的膨大部分 微气管：气管分支末端位于组织的部分
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第六章 昆虫的呼吸系统
本章重点及复习思考题
1. 根据有效气门数，昆虫的气门形式有哪些？简述 气管在昆虫体内的分布特点。 2. 昆虫为何要控制气门关闭，如何控制？
3. 空气如何进入气管？在微气管末端气体交换是怎 样进行的？
4. 生活在水中的昆虫如何获得氧气？什么是呼吸商 （RQ）和呼吸代谢率？ 5. 温度和CO2 对昆虫的呼吸有何影响？如何在防治 昆虫中应用之？
第二节 气管系统的结构与功能
2.3 气 管
——气管的分布和排列
【横向分布】伸向背面 的背气管，伸向腹面的 腹气管，伸向中央的内 脏气管。 【纵向排列】连接所有 气门气管的侧纵气管干， 连接背气管的背纵气管 干，连接腹气管的腹纵 气管干，连接内脏气管 的内脏纵气管干。
背膈 消化道 气门 腹神经索 腹膈 背血管 背纵干 侧纵干 气门 内脏纵干 腹纵干 背纵干 侧纵干 消化道 内脏纵干 腹纵干 腹神经索 腹板 背血管
结构：筛板、闭弓、闭带、闭杆、闭肌 和开肌。 开闭：闭肌收缩时，闭弓牵动闭带推向对面，将气管 口关闭；闭肌松驰时，由于闭弓的弹性或开肌收缩，将 闭带拉回，而使气管开放。
第二节 气管系统的结构与功能
2.3 气 管
——气管的组成及特点 【组织结构】 由外胚层内陷形成，因而与体壁构造相 同、但层次相反。由外向内由底膜、管壁细胞和内膜 组成。内膜通常局部加厚形成螺旋丝，以增强气管的 韧性。 【构造特点】 相当于体壁表皮层的内膜脱皮时作为 “蜕”脱掉；内膜因无蜡质层存在，因而是虫体失水 的重要部位。 【功能】 气体交换的通道；通风作用。第四节 呼吸代谢和能量供应
４.2 杀虫剂与呼吸代谢的关系
呼吸代谢是有机体生命活动能量的源泉，阻断呼吸代 谢和能量供应，常会导致机体迅速死亡。因此，在动物 毒剂中，以作用于神经系统的神经毒剂和作用于呼吸系 统的呼吸毒剂的致死速度最快。 在呼吸毒剂中，有的能阻断能源物质的氧化代谢，有 的能阻止呼吸链电子传递，有的直接阻断偶联磷酸化， 使电子传递过程中释放的能量不能生成ATP。此外，一 些矿物油制剂可封闭昆虫的气门，通过阻断气体交换来 杀死害虫。
第六章 昆虫的呼吸系统
第四节 呼吸代谢和能量供应
呼吸代谢是动物通过对能源物质的氧化，为肌体提供 生命活动所需能量的过程。这些能量一部分作为热能散 失，另一部分以高能磷酸化合物（ATP）的形式贮存起来。 以后当高能化合物分解时，把贮存的能量释放出来，供 生命活动使用。
食 物 中 的 营 养 脂肪体
合成代谢
呼吸鳃 气管鳃 气 管 分 支
直肠
Ａ.蜉蝣的 气管鳃 Ｂ.蜻蜓的 直肠鳃
B
A
肛门
水流
第六章 昆虫的呼吸系统
第二节 气管系统的结构与功能
对占绝大多数昆虫种类的陆生昆虫来说，其呼吸系统亦 即气管系统。
2.1 气管系统的组成
从解剖学角度看，气管系统由外向内主要由由气门、气 管、微气管等组成。 气门——气管在虫体两侧体壁上的开口。 气管——分粗细不等的主气管、支气管。 气囊——气管的局部膨大部分。 微气管——气管分支末端伸入组织的微细盲管。
背板
背气管 内脏气管
气门气管
腹气管
第二节 气管系统的结构与功能
2.4 微气管和气囊
——微气管
微 气 管是由气管顶端的 掌状细胞发出的原生质丝 （直径1微米以下）形成的 盲管。微气管的通透性很 强，可深入到组织内或细 胞表面（象手指按压气球 一样），直接与代谢组织 进行气体交换。
肌肉 端细胞 空气柱部分 液体柱部分 支气管
支气管
深入到肌肉中的微气管
第二节 气管系统的结构与功能
2.4 微气管和气囊
——气囊 气囊是气管或支气管局 部膨大形成的囊状构造。
质薄而软; 无明显的螺旋 丝，可以借血压的变化或 体躯的伸缩而胀缩。主要 功能是增加气管内的通风 作用; 增加浮力; 促进血 液循环。在飞翔力强的昆 虫中气囊尤为发达。
蜜 蜂 工 蜂 体 内 发 达 的 气 囊
能 源 物 质
热能散失
分解代谢
能 量
生命活动
第四节 呼吸代谢和能量供应
４.１能源物质及其代谢
生物用以氧化产生能量的化合物称为能源物质。这些物 质主要包括碳水化合物、脂肪和氨基酸。不同昆虫、昆虫 的不同组织，以及不同生理状态下的昆虫，常利用不同的 能源物质。如蜜蜂和丽蝇主要利用糖，蝗虫和蛾类飞行中 主要利用脂肪，马铃薯叶甲等以脯氨酸作为飞行时的燃料 化合物。 昆虫在呼吸代谢活动中，自体内释放出的二氧化碳与所 消耗的氧的体积之比（CO2／O2），称为呼吸系数或呼吸商 （respiratory quotient，RQ）。呼吸系数常可反映代谢 物的性质，如葡萄糖、蛋白质、脂肪完全被氧化后，呼吸 系数的理论值分别为RQ＝1、RQ＝0.8、RQ＝0.7。而昆虫 的呼吸代谢率（呼吸强度）是指单位体重在单位时间内的 耗氧量（cm3O2 /g体重/h ）。
第四节 呼吸代谢和能量供应
４.2 杀虫剂与呼吸代谢的关系
——影响呼吸商 如有机磷和除虫菊酯类神经毒剂，昆 虫中毒初期吸O2 量增加，RQ→小；麻痹阶段吸O2 量剧减， RQ→大。 ——抑制呼吸酶 如溴甲烷、氯化苦等熏蒸剂以及氢化 物等细胞毒剂，导致呼吸代谢率降低而死亡。
——堵塞气门 油乳剂和黏着展布剂，可利用昆虫的亲 脂性表皮堵塞气门，使昆虫窒息而死。 ——环境温度和气体的组成与浓度 提高环境温度或二 氧化碳浓度，可使昆虫呼吸加剧，更有利于熏蒸剂药效 的发挥。
第二节 气管系统的结构与功能
2.2 气 门
——气门的分布 【多气门型】 全气门式——具10对有效气门，在中、后胸上各1对， 腹部第1～8节各1对。如蝗虫。 周气门式——具9对有效气门，即中胸1对，腹部第 1～8节各1对。如鳞翅目幼虫。 半气门式——具8对有效气门，即中胸1对，腹部第 1～7节各1对。如蕈蚊科幼虫。
第六章 昆虫的呼吸系统
第三节 气管系统的呼吸机制
气体交换包括大气与气管间、微气管与代谢组织间的扩 散作用、气管和气囊的通风作用和气门开闭的调控作用。
３.1 气体扩散机制
扩散作用的部位： 大气 微气管 气管 呼吸组织 扩散作用的机制：
气体分压差：O2管外＞管内
CO2管外＜管内
渗透压：微气管的通透性及管 内液体与组织液渗透压的变化
第四节 呼吸代谢和能量供应
４.2 呼吸代谢的能量供应和转移
能源物质分解产生的能量，除少部分作为热量散发外，多以化学 能贮存与高能磷酸化合物中，并在需要时，以适宜的形式为机体提 供各种能量。如物质代谢中底物的活化、酶的激活、主动运输的离 子泵、肌肉的机械运动等，大多是利用ATP的磷酸化过程。 昆虫肌肉中的ATP最初是由能源物质氧化代谢产生的，能源物质 （如糖原）可少量存在于肌肉细胞。因此，飞行肌中的能源物质只 能支持短期飞行，长期飞行所需的能源主要由血淋巴、脂肪体和肠 壁细胞等以海藻糖、甘油二酯和氨基酸的形式运输供应。血淋巴中 可贮存一定的氨基酸和海藻糖；肠壁细胞可贮存一定的糖原，并能 吸收转移各种能源物质；脂肪体是物质代谢的重要场所，可将各种 单糖、氨基酸转变成葡萄糖，以合成海藻糖维持血淋巴中血糖的含 量，也可合成糖原，或通过代谢转换合成甘油三酯进行贮存。当肌 肉剧烈活动时，贮存的糖原和甘油三酯可迅速转化成海藻糖和甘油 二酯，并释放到血淋巴中，以满足昆虫活动所需。
第三篇 昆虫的内部解剖和生理
第六章 昆虫的呼吸系统
昆虫的呼吸系统（respiratory system）是由外胚层 内陷形成的管状气管系统（tracheal system）组成的。 以气管进行呼吸是昆虫及其它许多节肢动物的重要生理 特征。 昆虫的呼吸作用包括氧的吸入和二氧化碳的排除，以 及氧与基质结合产生能量的过程。前一过程是指虫体与 外界进行气体交换的物理过程；后一过程是指代谢组织 利用氧分解能源化合物产生能量的生物化学过程，又称 细胞呼吸。
第四节 呼吸代谢和能量供应
４.１能源物质及其代谢
——碳水化合物的代谢 正常情况下，昆虫体内消耗的主要是糖类。 碳水化合物的氧化代谢包括在细胞质中的糖酵解和在 线粒体中的三羧酸循环。
——脂肪酸的代谢 脂肪酸作为能源物质时，一般先活化成脂酰ＣＯＡ， 再转入线粒体，经ß－氧化生成乙酰Ｃ Ｏ Ａ后，进入三 羧酸循环。 ——氨基酸的代谢 昆虫一般不利用氨基酸作为能源物质。虫体内的氨基 酸主要通过转氨作用生成各种酮酸，为三羧酸循环提供 代谢中间体，启动丙酮酸的彻底氧化。
第三节 气管系统的呼吸机制和控制
３.４ 气体交换过程
昆虫在静息状态下，微气管末端充满液体，进入气管内 的气体只能到达液面，而不能进入微气管的末端。当组织 活动（如肌肉收缩）时，由于代谢产物（如乳酸）增多， 因而提高了微气管周围液体的渗透压，促使微气管内的液 体向外渗透，气管内的气体之到达微气管的末端，进而扩 散到呼吸代谢组织。代谢产物被氧化分解后，血液的渗透 压恢复，微气管末端又重新充满液体。 CO2的排除与O2的吸入一样，也是靠扩散作用。因大气中 CO2 分压比虫体内低，所以CO2 除通过气管系统排除外，还 可通过体壁扩散到体外。
第二节 气管系统的结构与功能
2.2 气 门
——气门的分布 气门分布类型图解
头 部 胸 部
Ⅰ Ⅱ Ⅲ 1 2 3 4
腹
5
部
6 7 8 9 10
有效气门 无效气门
全气门式 两端气门式 后气门式 前气门式 无气门式
第二节 气管系统的结构与功能
2.2 气 门
——气门的构造和类型 【外闭式气门】 结构: 唇瓣、垂叶和闭肌。 开闭：闭肌收缩时，垂叶向下拉，两唇瓣闭合，气门 关闭；闭肌松驰时，两唇瓣张开，气门开启。 【内闭式气门】
第二节 气管系统的结构与功能
2.2 气 门
——气门的分布 【寡气门型】 两端气门式——具2对有效气门，分别位于前胸和第8 腹节上。如蝇科幼虫。 后气门式——仅具1对有效气门，位于腹部最末一个体 节上。如蚊科幼虫。 前气门式——仅具1对有效气门，位于前胸上。如蚊科 的蛹。 【无气门型】 无有效气门或虽有气门但已封闭。如摇蚊科幼虫和部 分营内寄生昆虫的幼虫。