《本草纲目》中药用昆虫变态发育知识概述

《本草纲目》中药用昆虫变态发育知识概述
高枫（浙江省金华教育学院金华321000)
摘要早在明代，李时珍就已经在《本草纲目》中详细阐述了昆虫的变态发育，这些认识不仅在当时具有先进性$而且在现代也 不失科学性。

本文对《本草纲目》中记载的药用昆虫的变态发育知识作了概述。

关键词《本草纲目》李时珍药用昆虫变态发育
我国不少古籍早就对白蚁、蜣螂、蜜蜂及蚕等昆虫 的发育变化做了记录[1]，其中最有代表性的是明代李 时珍所著的《本草纲目》（刊于公元1590年）(2)。

《本 草纲目》全书190万字，共52卷[3]，记载了大量药用动 物[4]，其中药用昆虫有73种[5]。

该书不仅详细记述了 这些药用昆虫的药用价值，而且还对它们的生物学特 性作了描述，蕴含着丰富的昆虫学知识[6]。

本文对《本 草纲目》中记载的药用昆虫的变态发育知识作一概述。

1关于药用昆虫不完全变态发育的论述
1.1渐变态有关渐变态的描述涉及螳螂和蚱蝉。

1.1.1螳螂对于螳螂，李时珍曰：“深秋乳子作房，粘着枝上，即螵蛸也。

房长寸许，大如拇指，其内重重 有隔房。

每房有子如蛆卵，至芒种节后一齐出。

故月 令有云，仲夏螳螂生也。

”“螵蛸在处有之，螳螂卵也。

多在小桑树上，丛荆棘间。

三四月中，一枝出小螳螂数 百枚。

”[3]这段描述反映了螳螂的生活史[螵蛸（内含 卵）'小螳螂'螳螂]，表明了螳螂的幼体即“小螳螂”与成体大小有别而形态相似，记述了螳螂的幼体、成体 多在野外的小桑树、小灌木丛上生活，它们的生活习性 相同。

1.1.2蚱蝉李时珍写道&“蝉，诸蜩总名也。

皆自蛴 螬，腹蜻而变蝉，皆三十日而死。

”“蛴螬化腹蜻，腹蜻 拆背而出为蝉。

”“乘黄昏，出土中，升高处，拆背壳而 出。

日出则畏人，且畏日炙干其壳，不能蜕也。

”[3]这些 记录内容丰富，较好反映了蝉的生长发育过程（卵'蝉蚁'腹蜻'蝉），并记录了蝉的幼体蛴螬类幼虫的生活 习性：生活于地下，之后出土并登树上继续发育，此时 的幼体在古代称为腹蜻。

此外，李时珍还指出温度与 幼体的蜕皮、发育之间有着密切的关系：温度过高将 导致幼体体内水分丢失而“炙干其壳”，从而影响到蜕 皮的顺利完成。

现代昆虫学研究发现，蝉产卵在树枝
主要参考文献
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[3]摩尔根著.卢惠霖译.基因论[M].北京：北京大学出版社，
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可见，当时李时珍的观察之准确与精细。

1.2半变态有关半变态的描述涉及蜻蛉。

李时珍 曰：“蜻蛉大头露目，短颈长腰嬋尾，翼薄好纱。

食蚊 虻，饮露水。

……，水蛋化虫忽，……，水蛋化蜻蛉，蜻 蛉仍交于水上，附物散卵，复为水蛋也。

”“好飞水际，六足四翼。

此物生于水中，故多飞水上。

其类眼皆 大[3]。

”李时珍认为，蜻蛉发育过程为：卵'水蛋'螅或蜻蛉;水蛋是蜻蛉的幼虫。

已经知道，螅或蜻蛉（亦 称豆娘）是一类小型纤弱的蜻蜓目昆虫，这些昆虫需要 将卵产在水中，它们的发育需要经历卵、幼虫（水蛋）、成虫（螅或蜻蛉）三个阶段。

可见，李时珍对蜻蛉生活 史中发育变化过程的描述生动而又科学。

而在西方最 早完整描述蜻蜓发育现象的科学家是17世纪荷兰的 科学家 J.施旺麦丹（Jan Swammerdam，1637—1680)。

他的《自然圣经》著作（1737年由他人帮助出版）首次 记述了蜻蜓的发育过程[7]。

$关于药用昆虫完全变态发育的论述
关于完全变态的描述涉及蚕、蛱蝶、蝇和蠕蠄。

2. 1蚕李时珍写道:“蚕，孕丝虫也。

种类甚多……其虫属阳，喜燥恶湿，食而不饮，三眠三起，二十七日而 老。

自卵出而为妙，自妙蜕而为蚕，蚕而茧，茧而蛹，蛹 而蛾，蛾而卵，卵而复妙，……[3]。

”从这段文字不仅可 以看出蚕经历了卵'妙'蛹'蛾的发育过程，而且也 指出了蚕在发育中需要蜕三次皮（三眠三起），生活史 历时27天。

我国古籍中往往将昆虫蜕皮过程称为“眠”。

现代昆虫学认为“眠”中的蚕，外表看似静止不 动，其体内却进行着蜕皮的准备。

三眠三起后，幼体作 茧，茧化蛹，之后羽化为蛾。

李时珍在《本草纲目》中还运用类比法描述了具有类似蚕发育特点的其他昆 虫：如雀瓮（一种昆虫的毛虫），“俗呼毛虫，又名杨瘌 子，因有螫毒也。

”“毛虫好在果树上，大小如蚕，身面 背上有五色斑毛，有毒能螫人。

欲老者，口中吐白汁，凝聚渐硬，正如雀卵。

其虫以瓮为茧，在中成蛹，如蚕 之在茧也。

夏月羽化而出作蛾，放子于叶间如蚕子[3]。

”在李时珍看来，像蚕一样有着如此发育变化的 昆虫在自然界中不是个例。

2.2蛱蝶蛱蝶（古时又名蝴蝶）因“蝶美于须，蛾美 于眉”“俗谓须为胡也[3]”。

关于蛱蝶的发育，李时珍 曰&“盖不知蠹螞诸虫，至老各蜕而为蝶，为蛾，如蚕之 必羽化[3]。

”“似蚕而在树上食叶者，为螞”、又“蠹，在 朽木中，食木心，穿如锥刀，口黑，身长足短，节慢无 毛[3]。

”因此，李时珍认为蛱蝶是由类似蠹虫、螞虫这样 的幼虫经过生长、蜕皮、渐渐变老，像蚕一样做茧，最后 才羽化为成虫。

这种认识反映了当时李时珍对这类昆 虫已有了较正确的科学认知[8]。

科学史研究表明，西 方16世纪最重要的瑞士博物学家格斯纳（Conrad Gesner，1516—1565)在《动物志》中研究了两栖动物、鱼类等脊椎动物，并为现代动物学奠定了基础，但是他 还没有开展昆虫的研究[>]。

其实较早开始注意观察蝴 蝶生活史的西方学者为“昆虫学创始人”德国的玛丽 亚•西比拉.梅里安（M aria Sibylla Merian，1647— 1717)。

她在《蝴蝶幼虫》（1679年）及《苏里南的昆虫变 态》（1705年）中描绘了蝴蝶的生活[10]。

后有英国博物 学家约翰•雷(John Ray，1627—1705)在1710年出版的 《昆虫志》中也对蝴蝶的发育进行了记述，但是那个时代 “这类动物在当时几乎完全不为人知。

此前没有任何人 曾经认真地收集它们，也没有人意识到研究其变态发育 以及完整描述其生命各阶段的重要性[11’12]。

”此后，法 国的法布尔（Jean Henri Fabre，1823 —1915)在《昆虫 记》（共十卷，1879年第一卷问世）中生动描述了许多 昆虫的生活，尤其在《昆虫记》（第10卷）里详细记述 了一种蝴蝶（粉蝶）幼虫一一“甘蓝毛虫”如何从卵到 成体的变化过程，为甘蓝毛虫就是粉蝶的幼虫前身提 供了实证[13]。

由此可见，明代的李时珍不仅已了解蝴 蝶发育的变化特征，而且深刻认识到蠹虫、螞虫这类幼 虫是蝴蝶个体的不同发育形态;它们之间有着内在联 系，绝非是不同种个体的关系。

这一科学观相对于同 时代而言，其前瞻性是不言而喻的。

2.3蝇李时珍曰&“其蛆胎生。

蛆人灰中蜕化为蝇，如蚕、蝎之化蛾也。

蝇溺水死，得灰复活。

故淮南子 云：烂灰生蝇。

”“蛆行趑趄[!#]，故谓之蛆。

……，又曰：蛆，蝇之子也。

凡物败臭则生之[3]。

”蝇为双翅 目蝇类昆虫的成虫，尤指家蝇总科（Muscoidae)的成 虫[5]。

蝇类也有胎生现象[14]。

其幼虫名蛆，蛆须在干 燥环境中化蛹。

这种蛹称“围蛹”，即体表外面包裹一 层由幼虫末龄的皮所成的蛹壳。

它的外形不同于一般 昆虫所化的蛹，由此易导致古人对这类“蛹”的发育阶 段的失察，从而陷人认识迷途。

因此，李时珍认为“蛆 人灰中蜕化为蝇，如蚕、蝎之化蛾也”的观点有一定的 合理性;但他又转引了 “淮南子云：烂灰生蝇”或“凡物败臭则生之”的表述，这是有不妥之处。

不过，在16、17世纪时期西方学者也普遍认为“昆虫是从河里的淤
泥长出来的”或“蛆虫是在腐烂的肉中自然产生的，不 需要借助外力[7]。

”直到1668年弗郎切斯特•雷迪
(Francesco Redi，1626—1697 )的《关于昆虫发生的实 验》发表才纠正了这种自然发生论的缪误[15]，故无需 苛求当时李时珍相关认识的局限性。

2.4蠮爝蠕蠄又称蜾贏、细腰蜂等。

李时珍曰&“蠕 蠄之说各异。

今通考诸说，并视验其卵，及蜂之双双往 来，必是雌雄。

……果贏自有卵粟，寄在虫身。

其虫不 生不死，久则渐枯，子大食之而出。

正如蝇卵寄附于蚕 身，久则孵化，穴茧而出也[3]。

”从中可以看出，李时珍 通过破巢观察证实，蠕蠄能够寄生在青虫体内产卵，幼 体以寄主为食，渐渐发育，最后破茧羽化的事实。

同时 他发现造巢的细腰蜂有雌雄“双双往来”的现象，从而 否定了“细腰蜂只有雄的，没有雌的，不能产子”的观 点。

虽然在李时珍之前有不少学者对蠕蠄进行过观 察，但是直到《本草纲目》作出了科学概括之后，对蠕 蠄（蜾贏）的生活史才有了正确认识[2]。

他对昆虫寄 生发育现象的关注和研究比西方学者要早一个世纪以 上。

如英国约翰•雷在《昆虫志》中才首记了姬蜂在 毛虫体内的寄养现象[11]，之后的法布尔在《昆虫记》里 也对一种寄生蜂（姬蜂）的寄生现象进行了描述[16]。

《本草纲目》还记载了蜜蜂、石蚕、枸杞虫、白蜡 虫、紫胶虫、蜣螂、白蚁、蜉蝣、蚱蜢、蛗螽、萤、蜚蠊、蚊、
木虻、牛虱以及人虱等药用昆虫的发育变化。

可见，《本草纲目》的“昆虫变态发育研究”如同它 的“分类体系”一样在中国古代科学发明创造上有着 很高的学术价值，深刻地影响着近代科学的发展[17]。

欧洲科学家称赞李时珍是“中国历史上最伟大的博物学 家之一、堪与西方国家文艺复兴时期最杰出的科学家相 媲美”，并认为“毫无疑问，《本草纲目》是一部在他所处 时代最伟大的著作™。

”
因此，《本草纲目》的科学价值内涵，还有待于我们 今后从新视野角度进一步研究。

主要参考文献
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京：科学出版社，2005: 25 -32,268-280.
高中生物学中能量转化与供应知识的典型问题分析
李海燕（山东省阳信第一中学滨州251800)
摘要本文就教学中遇到的“有氧呼吸过程中能量如何释放与转化”“为什么被动运输不需要细胞提供能量”“酶为化学反应提供活化能吗”等问题进行深入分析。

关键词电子传递能量转化被动运输活化能
“细胞中能量转化与供应”是人教版高中生物学 必修1中的重要内容，本文结合教学中所遇到的具体 问题进行探讨。

1有氧呼吸过程〇2释放化学能吗
有氧呼吸的全过程需要经过一系列复杂的化学反 应。

第一、二阶段，葡萄糖分解代谢过程伴随中间代谢 物的脱氢，脱出的氢将烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+，又称为氧化型辅酶I )还原成NADH(还原型 辅酶I )或将黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD)还原成FADH/。

第三阶段，前两个阶段生成的NADH和 FADH2上的氢原子以质子形式脱下并形成电子（如：NADH'NAD+ +H+ +24)，其电子沿着呼吸链依次 转移，最后转移到0并生成H O。

线粒体基质中的 H+借助电子传递过程释放的能量被定向转运至线粒 体内外膜间隙，产生的H+跨膜电位差和质子浓度梯度 差驱动ATP的合成。

可见，0/只在有氧呼吸第三阶段 参与反应，该阶段能量转化情况如图1所示。

图1有氧呼吸第三阶段能量转化情况
NAD+/NADH、各电子载体和0//H/0提供（接 受）电子的能力不同，其中，NADH提供电子的能力最
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[12 ]MALCOLM B.John Ray (1627—1705 ) ：Pioneer in the natural 强，而〇2接受电子的能力最强。

来自NADH和FADH2
的电子在呼吸链（位于线粒体内膜）中只能严格按照
特定的排列顺序和方向依次传递：从含有电子载体兼
有催化作用的膜蛋白复合物I或复合物！传递给泛 琨，进一步传递给复合物6，经由细胞色素C传递给复
合物7,最后传递给〇2[1]。

因此，电子从一个载体传
向下一个载体伴随能量释放的过程是不逆转的，〇2对
电子或氢原子极强的亲和力决定了它不可能像NADH
和FADH—样释放化学能。

2细胞内能量转化与汽车发动机相比有何不同
汽车发动机内的汽油在高温条件下剧烈燃烧，汽
油中储存的化学能瞬间一次性释放出来转化为热能，
使发动机内的气体温度升高，分子热运动非常剧烈，内
能增加，高温高压气体对活塞做功，内能转化为汽车动 能。

而细胞内葡萄糖的“燃烧”是在温和条件下进行 的，经一系列化学反应逐步氧化并释放能量，葡萄糖中
储存的化学能转化为热能和ATP中的化学能，ATP为
细胞中各项需能的生命活动提供能量的过程中，ATP
中的化学能转化为动能、电能、光能、化学势能，以及其
他化合物中的化学能。

细胞内能量转化与汽车发动机相比不同之处在 于：①汽车发动机内燃料产生的热量由于漏气、机体
温度上升、克服摩擦力等原因浪费掉，整辆汽车的总效
率约为13J。

细胞内有机物中大部分能量也转化为
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