昆虫肌肉系统PPT课件
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4. 肌肉的收缩机制
在肌原纤维中，粗肌丝和细肌丝按照一定的方式 结合，通过蛋白质的变构作用，引起细肌丝在粗肌丝 间滑动，产生肌肉收缩活动。
15
4.1 粗肌丝
➢ 昆虫肌原纤维中的粗肌丝由单一的肌球蛋白（myosin） 分子聚合而成。
➢ 分子头部呈球状膨大的部分由4根较短的肽链组成，并 有规律地裸露在粗肌丝主干，表面形成外突。
还有一部分内脏肌混在结缔组织内，形成 结缔膜的一部分，如体腔内的隔膜、消化 道的嗉囊壁和卵巢外面的围膜等。
9
2.肌肉与体壁的连接
肌肉-皮细胞连接 肌肉-肌小腱连接 肌肉-内骨骼连接
10
3. 肌肉的组织结构
➢ 肌细胞（肌纤维） ➢ 肌原纤维
11
3.1 肌细胞
➢ 肌肉是肌细胞的总称，肌肉运动就是肌细胞活动的表 现。因肌细胞呈细长的纤维状，故又称肌纤维 （muscle fiber）。
12
3.2 肌原纤维
➢ 肌原纤维（sarcostyle）是肌细胞特化的功能细胞器， 这种细胞器由粗细两组蛋白肌纤丝聚合而成，在偏光 显微镜下呈现出明暗相间的带状构造，使整个肌纤维 呈现分段现象，因此昆虫的肌纤维亦称横纹肌 （striated muscle）（图 15－ZI）。
➢ 在明带（isotroPic，I带）中部有一薄膜横贯其间，肌 原纤维就连结于此膜上，此薄膜称端膜或Z膜，两相邻 端膜之间的部分构成了肌小节（sarcomere），肌小节 是肌细胞进行收缩的基本单位。
附着纤维还常常向内延伸，形成内突的肌腱。
5
体壁肌按肌原纤维的形状和排列方式，分为管状肌 （tubular muscle）、束状肌（close－Packed muscle） 和纤维状肌（fibrillar muscle）3类。 ➢ 管状肌的肌纤维呈管状，核和肌浆位于中央，沿中轴 呈纵向排列，肌原纤维和线粒体呈放射状相间排列。
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➢ 引起肌丝滑行的动力是肌动球蛋白横桥键角的改变， 当肌膜的兴奋由横管系统传人肌质网时，肌质网便释 放出大量的Ca2+ ，Ca2+浓度取决于肌纤维的兴奋程度。
2
主要内容
➢ 昆虫肌肉的主要类型 ➢ 肌肉与体壁的连接 ➢ 肌肉的组织结构 ➢ 肌肉的收缩机制 ➢ 肌肉收缩的调控
3
1. 昆虫肌肉的主要类型
昆虫肌肉系统起源于中胚层，在胚胎发育过程中， 当体腔囊开始扩大互相融合成整个体腔时，囊壁细胞 分别在外胚层下形成体壁肌（skeletal muscle），在内 胚层外面形成内脏肌（visceral muscle）。
13
➢ 肌小节包括暗带（anisotropic,A带）和两端明带的各 1/2所构成的部分。在暗带中央，还有一小段颜色较淡 的区域，称中带（median disc）或H带。H带中央又可 分出一条横向的暗线称为M线，有的昆虫在Z膜与A带 之间还有N带（副带）。
➢ 在昆虫的暗带部分，粗肌丝和细肌丝相间排列，并有 一定的数量比，而在明带中，仅有细肌丝。
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4.3 肌肉收缩及滑行学说
1954年，Huxley＆Hanxon根据甘油抽提肌原纤维的 相差显微镜观察，以及Huxley ＆ Niedergerke用活肌肉纤 维的干涉显微镜观察，分别独立地提出了肌丝滑行学说：
认为肌小节无论是被拉长或者在主动或被动缩短 的情况下，粗肌丝、细肌丝的长度都不变，只是细肌丝 在粗肌丝之间滑行。随着粗细肌丝的相对运动，粗肌丝 两端接近Z膜，有时还可穿过Z膜，进入相邻的肌小节， 成为超收缩（supercon－traction）现象。
6
7
➢ 束状肌的肌纤维和线粒体位于中区，细胞核和肌浆位于外 周的肌膜下方（图C—F），如鳞翅目成虫的胸肌，金龟 甲的足肌。
➢ 纤维状肌的肌原纤维的直径较粗，细胞核和线粒体都位于 肌原纤维之间，肌膜不明显，沿着肌原纤维周围内陷很深， 如蜜蜂的间接翅肌。
8
内脏肌
内脏肌是包围在内脏器官外面的肌肉，有 些是排列比较整齐的纵肌和环肌，另一些 是排列不规则的网状肌肉层，这些肌肉的 功能是使昆虫的内脏伸缩和蠕动。
第十五章 昆虫的肌肉系统
1
昆虫通过肌肉系统（muscdar system）来维持其 基本形态，通过肌肉的收缩来实现昆虫的一切活动和 行为。在寒冷条件下还可以通过肌肉收缩来提高体温， 如蜜蜂。昆虫肌肉的活动受神经支配。ATP是肌肉收 缩的直接动力。昆虫飞行肌的代谢途径有很多特殊的 适应性机制，能够维持昆虫长时间的飞行活动，而不 至于出现明显的“氧债”。
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➢ 细肌丝就是由两条纤维状肌动蛋白相互缠绕形成的。 在缠绕的凹槽内，还镶嵌着两种重要的蛋白质：
一种是呈纤丝状的原肌球蛋白，每一个原肌球蛋白分子与 7个肌动蛋白球分子结合，能阻止肌动球蛋白横桥的形成；
另一种是肌钙蛋白，在细肌丝上每隔7个肌动蛋白球分子 就有一个肌钙蛋白，它是一种调节蛋白Hale Waihona Puke Baidu能与Ca2+结合 改变整个分子构型，使肌动蛋白能与肌球蛋白结合形成肌 动球蛋白横桥。
4
体壁肌
体壁肌由长条形的平行肌纤维组成，着生在体壁下 面或体壁的内突上，司体节、翅及附肢的运动。
体壁肌至少有一端连接在体壁上，在连接处，肌纤 维膜与体壁通过附着纤维相连，有的附着纤维穿过 皮细胞和原表皮中的孔道到达上表皮层，形成半桥 粒连接，它们能抗脱皮液的分解，直到脱皮时才与 上表皮层分离。
➢ 在肌原纤维之间，有许多纵行的小管网络，构成纵管 系统，它们由内质网分化而来，因此又称肌质网。
➢ 肌原纤维间还有排列整齐的大型线粒体即肌粒，是肌 原纤维收缩时ATP的直接供应者。
➢ 线粒体附近还有穿过肌膜的微气管，为线粒体氧化代 谢提供充足的氧气。昆虫内脏肌的肌纤维通常是单核 的，而体壁肌大多是多核的（图15－ZH）。
外突有两个中心 一个是肌动蛋白结合中心，能与肌动蛋白结合形成一
以横桥连结的肌动球蛋白；另一个是ATP酶活性中心，它 在形成肌动球蛋白横桥时，分子构像发生变化而被激活， 水解ATP，释放能量，从而改变肌动球蛋白横桥的角度。
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4.2 细肌丝
➢ 昆虫肌原纤维中的细肌丝主要由肌动蛋白（actin）组成， 肌动蛋白有两种形式： 一种是单个球状分子，称为肌动球蛋白（actomyosin）； 另一种是它的聚合形式，呈串珠状，称为纤维状肌动蛋 白。
4. 肌肉的收缩机制
在肌原纤维中，粗肌丝和细肌丝按照一定的方式 结合，通过蛋白质的变构作用，引起细肌丝在粗肌丝 间滑动，产生肌肉收缩活动。
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4.1 粗肌丝
➢ 昆虫肌原纤维中的粗肌丝由单一的肌球蛋白（myosin） 分子聚合而成。
➢ 分子头部呈球状膨大的部分由4根较短的肽链组成，并 有规律地裸露在粗肌丝主干，表面形成外突。
还有一部分内脏肌混在结缔组织内，形成 结缔膜的一部分，如体腔内的隔膜、消化 道的嗉囊壁和卵巢外面的围膜等。
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2.肌肉与体壁的连接
肌肉-皮细胞连接 肌肉-肌小腱连接 肌肉-内骨骼连接
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3. 肌肉的组织结构
➢ 肌细胞（肌纤维） ➢ 肌原纤维
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3.1 肌细胞
➢ 肌肉是肌细胞的总称，肌肉运动就是肌细胞活动的表 现。因肌细胞呈细长的纤维状，故又称肌纤维 （muscle fiber）。
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3.2 肌原纤维
➢ 肌原纤维（sarcostyle）是肌细胞特化的功能细胞器， 这种细胞器由粗细两组蛋白肌纤丝聚合而成，在偏光 显微镜下呈现出明暗相间的带状构造，使整个肌纤维 呈现分段现象，因此昆虫的肌纤维亦称横纹肌 （striated muscle）（图 15－ZI）。
➢ 在明带（isotroPic，I带）中部有一薄膜横贯其间，肌 原纤维就连结于此膜上，此薄膜称端膜或Z膜，两相邻 端膜之间的部分构成了肌小节（sarcomere），肌小节 是肌细胞进行收缩的基本单位。
附着纤维还常常向内延伸，形成内突的肌腱。
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体壁肌按肌原纤维的形状和排列方式，分为管状肌 （tubular muscle）、束状肌（close－Packed muscle） 和纤维状肌（fibrillar muscle）3类。 ➢ 管状肌的肌纤维呈管状，核和肌浆位于中央，沿中轴 呈纵向排列，肌原纤维和线粒体呈放射状相间排列。
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➢ 引起肌丝滑行的动力是肌动球蛋白横桥键角的改变， 当肌膜的兴奋由横管系统传人肌质网时，肌质网便释 放出大量的Ca2+ ，Ca2+浓度取决于肌纤维的兴奋程度。
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主要内容
➢ 昆虫肌肉的主要类型 ➢ 肌肉与体壁的连接 ➢ 肌肉的组织结构 ➢ 肌肉的收缩机制 ➢ 肌肉收缩的调控
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1. 昆虫肌肉的主要类型
昆虫肌肉系统起源于中胚层，在胚胎发育过程中， 当体腔囊开始扩大互相融合成整个体腔时，囊壁细胞 分别在外胚层下形成体壁肌（skeletal muscle），在内 胚层外面形成内脏肌（visceral muscle）。
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➢ 肌小节包括暗带（anisotropic,A带）和两端明带的各 1/2所构成的部分。在暗带中央，还有一小段颜色较淡 的区域，称中带（median disc）或H带。H带中央又可 分出一条横向的暗线称为M线，有的昆虫在Z膜与A带 之间还有N带（副带）。
➢ 在昆虫的暗带部分，粗肌丝和细肌丝相间排列，并有 一定的数量比，而在明带中，仅有细肌丝。
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4.3 肌肉收缩及滑行学说
1954年，Huxley＆Hanxon根据甘油抽提肌原纤维的 相差显微镜观察，以及Huxley ＆ Niedergerke用活肌肉纤 维的干涉显微镜观察，分别独立地提出了肌丝滑行学说：
认为肌小节无论是被拉长或者在主动或被动缩短 的情况下，粗肌丝、细肌丝的长度都不变，只是细肌丝 在粗肌丝之间滑行。随着粗细肌丝的相对运动，粗肌丝 两端接近Z膜，有时还可穿过Z膜，进入相邻的肌小节， 成为超收缩（supercon－traction）现象。
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➢ 束状肌的肌纤维和线粒体位于中区，细胞核和肌浆位于外 周的肌膜下方（图C—F），如鳞翅目成虫的胸肌，金龟 甲的足肌。
➢ 纤维状肌的肌原纤维的直径较粗，细胞核和线粒体都位于 肌原纤维之间，肌膜不明显，沿着肌原纤维周围内陷很深， 如蜜蜂的间接翅肌。
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内脏肌
内脏肌是包围在内脏器官外面的肌肉，有 些是排列比较整齐的纵肌和环肌，另一些 是排列不规则的网状肌肉层，这些肌肉的 功能是使昆虫的内脏伸缩和蠕动。
第十五章 昆虫的肌肉系统
1
昆虫通过肌肉系统（muscdar system）来维持其 基本形态，通过肌肉的收缩来实现昆虫的一切活动和 行为。在寒冷条件下还可以通过肌肉收缩来提高体温， 如蜜蜂。昆虫肌肉的活动受神经支配。ATP是肌肉收 缩的直接动力。昆虫飞行肌的代谢途径有很多特殊的 适应性机制，能够维持昆虫长时间的飞行活动，而不 至于出现明显的“氧债”。
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➢ 细肌丝就是由两条纤维状肌动蛋白相互缠绕形成的。 在缠绕的凹槽内，还镶嵌着两种重要的蛋白质：
一种是呈纤丝状的原肌球蛋白，每一个原肌球蛋白分子与 7个肌动蛋白球分子结合，能阻止肌动球蛋白横桥的形成；
另一种是肌钙蛋白，在细肌丝上每隔7个肌动蛋白球分子 就有一个肌钙蛋白，它是一种调节蛋白Hale Waihona Puke Baidu能与Ca2+结合 改变整个分子构型，使肌动蛋白能与肌球蛋白结合形成肌 动球蛋白横桥。
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体壁肌
体壁肌由长条形的平行肌纤维组成，着生在体壁下 面或体壁的内突上，司体节、翅及附肢的运动。
体壁肌至少有一端连接在体壁上，在连接处，肌纤 维膜与体壁通过附着纤维相连，有的附着纤维穿过 皮细胞和原表皮中的孔道到达上表皮层，形成半桥 粒连接，它们能抗脱皮液的分解，直到脱皮时才与 上表皮层分离。
➢ 在肌原纤维之间，有许多纵行的小管网络，构成纵管 系统，它们由内质网分化而来，因此又称肌质网。
➢ 肌原纤维间还有排列整齐的大型线粒体即肌粒，是肌 原纤维收缩时ATP的直接供应者。
➢ 线粒体附近还有穿过肌膜的微气管，为线粒体氧化代 谢提供充足的氧气。昆虫内脏肌的肌纤维通常是单核 的，而体壁肌大多是多核的（图15－ZH）。
外突有两个中心 一个是肌动蛋白结合中心，能与肌动蛋白结合形成一
以横桥连结的肌动球蛋白；另一个是ATP酶活性中心，它 在形成肌动球蛋白横桥时，分子构像发生变化而被激活， 水解ATP，释放能量，从而改变肌动球蛋白横桥的角度。
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4.2 细肌丝
➢ 昆虫肌原纤维中的细肌丝主要由肌动蛋白（actin）组成， 肌动蛋白有两种形式： 一种是单个球状分子，称为肌动球蛋白（actomyosin）； 另一种是它的聚合形式，呈串珠状，称为纤维状肌动蛋 白。