2 消化系统

第三节
消化与吸收
一、昆虫的消化作用
(一)肠外消化 昆虫在取食前先将唾液或消化液注
入寄主组织内，当寄主组织溶解后，再吸回肠内的过
程，称为肠外消化。如 吸食植物汁液的昆虫：唾液 捕食性昆虫：消化液 鳞翅目成虫羽化：蛋白酶→丝茧
丽蝇幼虫：排泄物中含蛋白酶
(二)肠内消化 昆虫消化食物主要发生在中肠内，在 某些昆虫中，肠道内的共生菌也参与部分消化作用。 吸收营养部位
咽 食 喉 道
嗉 囊
前胃 胃盲 囊
中 肠
马回 结 直 氏肠 肠 肠 管
回肠(ileum) 结肠(colon)
前后肠
直肠(rectum)：后后肠 马氏管：中后肠交交界处 幽门瓣：控制中肠内消化残渣进入回肠的功能。
直肠垫(rectal pads)：直肠常特化成卵圆形或有
长形的垫状内壁或圆锥状突起，称直肠垫。其内膜特
肠壁细胞层
内 外 底膜 →
环肌
纵肌 围膜
前肠横切
中肠横切
中肠组织与前肠的区别：
（1）肠壁细胞层较厚，细胞大而呈海绵状
（2）纵肌排列在环肌之外，肌肉层较薄
允许营养物质、水分和无机盐渗入血液
（3）无内膜，具围食膜
围食膜（peritrophic membrane）： 几丁纤丝：网格结构，占3-13% 蛋白质：填充网格间隙，占20-50% 碳水化合物：填充网格间隙 围 食 膜 结 构
食物的利用率=
体重增加（mg） ×100% 取食量（mg）
第四节
昆虫的营养生理
一、昆虫的营养需要 A. 用来建造身体和能量来源的物质 B. 用来调节生理功能的辅助物质或附加物质 C. 决定某些昆虫选择食物或刺激取食的激食要素 对昆虫生长发育和生命活动比较重要的营 养物质有蛋白质、糖类、脂类、甾醇、维生素、
四、唾腺 (salivary glands) 唾腺：是开口于口腔中的多细胞腺体，由皮细 胞内陷而成，主要功能分泌唾液。 上颚腺(mandibular gland) 下颚腺(maxillary gland) 下唇腺(labial gland)
唾腺
唾液的功能 润滑口器 含消化酶，对食物进行初步消化 按蚊：抗凝血物质 蚜虫：含果胶酶；植物激素 胡蜂：建造蜂巢 媒介昆虫：传播病害 半翅目、同翅目昆虫：形成口针鞘（stylet heath） 鳞翅目昆虫：丝腺
(4)甾醇(固醇、胆固醇)类 ： 固醇类是昆虫生 长、发育和生殖必不可少的营养成分。
(5)维生素：昆虫对其所需量甚微，但对维持虫体正
常的生理代谢却是必需的，须由食物供给，是一种
外源性物质。
(6)水分和无机盐：水分和无机盐是昆虫生长发育不 可缺少的物质。
二、人工饲料 人工饲料指昆虫所取食的不是天然饲料食物， 人工饲料的成分是根据不同昆虫生长发育所需营 养物质配合而成。包括糖类、蛋白质、脂肪、维 生素、无机盐、填充剂以及防腐剂构成。
消化系数=
×100%
取食量（mg）
食物的转化率(efficiency of conversion of digested food，ECD) ：指一定时间内被消化的食 物，吸收后转化为虫体组织的百分率。 体重增加（mg） 取食量（mg）-排粪量（mg）
食物转化率=
×100%
食物的利用率（ efficiency of conversion of ingested food，ECI 或 utillization efficiency ）：指 昆虫利用摄取的食物来构建虫体的能力。
(五)贲门瓣(cardiacvalve) 由前肠末端的肠壁向中肠 前端内褶而成，一般呈筒状或漏 斗形。 功能：引导前肠食物进入中肠 阻止中肠内食物倒流
与围食膜的形成有关
前肠的功能：
接收食物
磨碎食物
暂时贮存食物 初步消化食物
二、中肠的组织、超微结构和功能 来源于内胚层
咽 食 喉 道 嗉 囊 前胃 胃盲 囊 中 肠
二、影响择食的因子 对于植食性昆虫来说，寄主植物所含的化学物质可对昆 虫产生引诱、助食和抑食作用。 (1)引诱作用 昆虫能对各种具有引诱作用的化学物质的气味 产生正趋性。 (2)助食作用 对大多数昆虫来说，很多化合物具有刺激取食 和营养的双重作用，但植物次生性物质只有助食作用而无营 养价值。 (3)抑食作用 某些化合物能抑制昆虫取食，阻碍对食物的消 化和利用，产生抑食作用。
四、肠液流动循环理论 Berridge(1969) 吸收循环
排泄循环
五、营养物质的利用 消化系数(approximate of digestibility，AD) 或消化率（ efficiency of food digestion ）：指利用 量与取食量之间的比例。 取食量（mg）-排粪量（mg）
内 外
→
咽 食 喉 道
嗉 囊
前 胃 胃 盲 囊
中 肠
回 结 直 肠 肠 肠
(一) 咽喉(pharynx) (二) 食道(oesophagus)： 食物的通道 (三) 嗉囊(crop) ：食道后端的膨大部分 功能：暂时贮藏食物的场所 初步消化作用 帮助脱皮 蜜蜂：蜜囊（唾液酶将花蜜转化为蜂蜜）
(四) 前胃(proventriculus) 位于前肠的后端 功能：磨碎食物 调节食物进入中肠的速度 过滤食物作用 蚤类的前胃是繁殖鼠疫杆菌的场所
围食膜功能：包围食物，保护肠壁细胞 具选择通透性 具保护酶的功能 提高吸收效率
中肠的肠壁细胞：可分成有4类 柱状细胞（digestive cells） 杯状细胞（goblet cells） 再生细胞（regenerative cells） 内分泌细胞（endocrine cells）
柱状细胞
分泌消化酶 吸收营养
中肠前部
胃盲囊 主动吸收
吸收营养方式
被动吸收
1.糖类：昆虫吸收单糖（葡萄糖、果糖等）
麦芽糖、海藻糖： α-葡萄糖苷酶水解
麦芽糖
海藻糖
蔗糖、乳糖、纤维素二糖：β-葡萄糖苷酶水解
CH2OH H OH H OH O H OH H H H OH O H CH2OH O H OH H HOH
纤维二糖
蔗糖
乳糖
嗉囊的形状和位置
幼虫
蛹
成虫 ◆苹果实蝇的消化道◆
天幕毛虫各阶段的消化道
中肠和胃盲囊的结构也有较大的变异
日本金龟甲
椿象消化道
滤室(filter chamber)：即中肠前后两端与后肠的前端被 一层肌肉膜鞘包围形成，可使食物中过多的水分或其他物质 直接从消化道的前端进入中肠后端或排入后肠，使所需营养 物质浓缩，提高消化吸收的效率。 蜜露（manna）
第十一章
昆虫的消化系统
（ digestive
system ）
消化系统
{
消化道（alimentary canal） 唾腺（salivary gland）
第一节 消化道的一般构造和机能
消化道的功能： 摄取食物 运送食物 消化食物 吸收营养 控制水分平衡
排除、排泌作用
昆虫消化道模式图
消化道构造
{
前肠（ foregut） 中肠（midgut ） 后肠（ hindgut ）
回 结直 肠 肠肠
蝗虫的消化系统
椿象消化道 日本金龟甲消化道
胃盲囊(gastric caeca)：很多昆虫中肠肠壁的前 端，向外突出形成囊状的构造，将其称作胃盲囊。 主要功能：增加中肠的表面积，有利于分泌消 化酶和吸收营养物质。 胃盲囊的数目、形状：2-6个,形状各异。
中肠在组织结构：6层
围食膜
速进入脂肪体，转化为海藻糖，从而降低血液中的
葡萄糖浓度。 B. 吸收肠腔中水分，提高葡萄糖浓度 C. 血液中的葡萄糖转化为蔗糖、糖元
2．蛋白质：昆虫吸收多肽或氨基酸
蛋白质：肽链内切酶[类胰蛋白酶 (trypsinlike enzyme)] 取食毛发昆虫：角蛋白酶 皮蝇幼虫：骨胶原酶
氨基酸吸收(被动吸收) 肠腔内的氨基酸浓度高于血腔 排除肠道内的水分 代谢血淋巴中氨基酸 浓度梯度 浓度梯度 梯度扩散 被动吸收 被动吸收
不能利用糖类：阿拉伯糖、山梨糖
碳水化合物和蛋白质都是昆虫营养上所必需的， 但是两者的比例即氮碳比(N/C)对昆虫生长发育有很 大影响。
(3)脂类：脂肪是昆虫贮存能量的主要化合物，还是 磷脂的必需成分，而磷脂则是细胞内外各种膜结构 的必需成分，因此昆虫体内常有大量的脂肪。
饱和脂肪酸： 不饱和脂肪酸：亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸
3.脂类:（吸收甾醇、甘油单酯(二酯) 、脂肪酸）
甾醇类：直接吸收
甘油三酯：脂酶、磷酸酯酶
甘油二酯---血淋巴---甘油三酯（脂肪体）
二、影响消化酶活性的因素 (一) pH值 消化酶只有在一定的pH范围内才能显 示出最大活性。中肠液pH对消化酶影响最大，通常 中肠能以较强的缓冲力来稳定pH值; 有机酸缓冲系统：如氨基酸 磷酸盐缓冲系统 (二) 氧化还原电位 氧化还原电位决定生化反应的能量和方向， 同时还影响消化酶活性和肠壁细胞的吸收。中肠的 氧化还原电位通常是正的
消化酶分泌方式：
微顶隘分泌：酶原粒——微绒毛 胞吐分泌：细胞膜将酶原粒包围成囊泡——胞吐 顶隘分泌：酶原粒——大囊泡——崩溃
杯状细胞：调节血淋巴中钾离子的含量 再生细胞：补充因分泌活动而消耗的细胞
在脱皮时更新旧的细胞
内分泌细胞：
中肠功能：分泌消化酶、消化食物和吸收养分
三、后肠的组织和机能
来源于外胚层
无机盐和水。
(1)蛋白质： 是昆虫身体基本的组成成分，又是 昆虫生长发育和生殖所必需的营养物质。 必需氨基酸：精、组、异亮、亮、赖、蛋、苯 丙、苏 色等 非必需氨基酸：能自身合成
(2)糖类：主要供给昆虫生长、发育所需的能量，以 及转化成贮存的脂肪，有些糖则为激食剂。 可利用糖类：葡萄糖、麦芽糖、果糖、蔗糖等
一、前肠的组织、区分和机能 来源于外胚层，在组织上和体壁相似。 内膜（intima） 肠壁细胞层（epithelium） 底膜（basement membrane） 纵肌（longitudinal muscles） 环肌（circular muscles ） 围膜（peritoneal membrane）
淀粉： α-淀粉酶
CH2OH O O CH2OH O O CH2OH O O CH2OH O O CH2OH O O
淀粉
纤维素：纤维素酶、半纤维素酶
CH2OH O O CH2OH O O CH2OH O O CH2OH O O CH2OH O O
纤维素
葡萄糖----被动吸收（但蜜蜂中主动吸收） A. 葡萄糖按浓度梯度从肠腔向血腔扩散，并迅
第五节 择食过程及其影响因子
昆虫在形态、生理、生态和行为方面的特化，大多与 搜集和利用食物有关，它包括一系列的行为程序，如定向、 趋性以及对食物的辨认和取食等。 一、择食过程 对某些昆虫来说幼虫孵化时就很容易发现食物，因为它 们的亲代在产卵时就选择了富有食物的场所。但对大多数昆 虫来说仍需借助视觉、嗅觉和味觉来寻找食物。 (1)视觉判断 视觉在昆虫的择食过程中，帮助它们识别食 物的颜色和形状，以及确定食物的方位。 (2)嗅觉定向 在一定的范围内，昆虫主要依靠化学感受器 接受寄主植物或捕食对象所产生的特殊气味来搜寻食物。 (3)味觉鉴别 当昆虫接触到寄主时，味觉感受器和接触化 学感受器起着重要作用。
第二节
昆虫消化道的变异
蝗虫
苹 果 实 蝇
十 七 年 蝉
蝗虫前胃横切面
蚱蝉头部纵切面
昆虫的消化道因种类和食性的不同，常有变异。
取食固体食物的昆虫，其消化道： 比较短粗 前胃：有强壮的肌肉层，内具有各种突起 取食汁液的昆虫，其消化道：
无前胃，整个消化道比较长
前肠前端及口前腔的食窦部分或咽喉部分常
特化为强有力的吸泵
别薄，主要功能是吸回残渣中的水分和无机盐类。
后肠的组织结构：
与前肠相似，但有一定区别 （1）肌肉的层次排列同前肠不同，即 环肌在内，纵肌在外。 （2）直肠垫肠壁细胞发达
（3）内膜薄，易被水分和无机盐类渗透。
后肠的功能： 排除残渣、代谢废物
百度文库
吸收残渣中水分、无机盐
白蚁、甲虫后肠： “发酵室” 蜻蜓：直肠鳃 蚁类：分泌跟踪激素 玉米螟：分泌后肠激素，加速滞育