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1、第二十二章第二十二章 昆虫的呼吸系统昆虫的呼吸系统 昆昆昆昆虫虫虫虫的的的的呼呼呼呼吸吸吸吸系系系系统统统统是是是是由由由由外外外外胚胚胚胚层层层层内内内内陷陷陷陷形形形形成成成成的的的的管管管管状状状状气气气气管管管管系系系系统统统统，昆昆昆昆虫虫虫虫通通通通过过过过这这这这一一一一管管管管状状状状气气气气管管管管系系系系统统统统直直直直接接接接将将将将氧氧氧氧气气气气输输输输送送送送给给给给需需需需氧氧氧氧组组组组织织织织、器器器器官官官官或或或或细细细细胞胞胞胞，在在在在经经经经过过过过呼呼呼呼吸吸吸吸作作作作用用用用，将将将将体体体体内内内内贮贮贮贮存存存存的的的的化化化化学学学学能能
2、能能以以以以特特特特定定定定形形形形式式式式释释释释放放放放，为为为为生生生生命命命命活动提供所需要的能量。活动提供所需要的能量。活动提供所需要的能量。活动提供所需要的能量。 昆昆昆昆虫虫虫虫的的的的呼呼呼呼吸吸吸吸过过过过程程程程和和和和一一一一般般般般动动动动物物物物的的的的相相相相同同同同，包包包包括括括括两两两两个个个个不不不不可可可可分分分分割割割割的的的的环环环环节节节节。一一一一是是是是外外外外呼呼呼呼吸吸吸吸，指指指指昆昆昆昆虫虫虫虫通通通通过过过过呼呼呼呼吸吸吸吸器器器器官官官官与与与与外外外外界界界界环环环环境境境境之之之之间间间间进进进进行行行行气气气气体体体体交交交交换
3、换换换，即即即即吸吸吸吸入入入入氧氧氧氧气气气气和和和和排排排排出出出出二二二二氧氧氧氧化化化化碳碳碳碳，是是是是一一一一个个个个物物物物理理理理过过过过程程程程；二二二二是是是是内内内内呼呼呼呼吸吸吸吸，指指指指利利利利用用用用吸吸吸吸入入入入的的的的氧氧氧氧气气气气，氧氧氧氧化化化化分分分分解解解解体体体体内内内内的的的的能能能能源源源源物物物物质质质质，产产产产生生生生高高高高能能能能化化化化合物合物合物合物ATPATP，是一个化学过程。，是一个化学过程。，是一个化学过程。，是一个化学过程。 第一节第一节 昆虫的呼吸方式昆虫的呼吸方式 由于昆虫体躯结构不同生活习性不同，呼吸方式也不同，主
4、由于昆虫体躯结构不同生活习性不同，呼吸方式也不同，主由于昆虫体躯结构不同生活习性不同，呼吸方式也不同，主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：要呼吸方式有：要呼吸方式有：要呼吸方式有： 一、一、一、一、体壁呼吸体壁呼吸体壁呼吸体壁呼吸（如弹尾目）（如弹尾目）（如弹尾目）（如弹尾目） 二、气官鳃呼吸（水生昆虫如蜉蝣的气管腮和蜻蜓二、气官鳃呼吸（水生昆虫如蜉蝣的气管腮和蜻蜓二、气官鳃呼吸（水生昆虫如蜉蝣的气管腮和蜻蜓二、气官鳃呼吸（水生昆虫如蜉蝣的气管腮和蜻蜓直肠腮直肠腮直肠腮直肠腮） 三、气泡和气膜呼吸（水生昆虫如龙虱）三、气泡和气膜呼吸（水生昆虫如龙虱）三、气泡和气
5、膜呼吸（水生昆虫如龙虱）三、气泡和气膜呼吸（水生昆虫如龙虱） 四、四、四、四、气门和气管系统气门和气管系统气门和气管系统气门和气管系统（大多数陆栖昆虫）（大多数陆栖昆虫）（大多数陆栖昆虫）（大多数陆栖昆虫） 五、五、五、五、寄生昆虫寄生昆虫寄生昆虫寄生昆虫的呼吸方式的呼吸方式的呼吸方式的呼吸方式第二节第二节 气管系统的结构与功能气管系统的结构与功能气门气门气门气门（spiraclespiraclespiraclespiracle）：）：）：）：气管在身体两侧的开口气管在身体两侧的开口气管在身体两侧的开口气管在身体两侧的开口气管气管气管气管(trachea)(trachea)(trachea)(
6、trachea)（主气管、支气管）主气管、支气管）主气管、支气管）主气管、支气管）气囊气囊气囊气囊(air sacs)(air sacs)(air sacs)(air sacs)：气管的膨大部分气管的膨大部分气管的膨大部分气管的膨大部分微气管微气管微气管微气管：气管分支末端位于组织的部分：气管分支末端位于组织的部分：气管分支末端位于组织的部分：气管分支末端位于组织的部分1 1 1 1、气管系统的组成气管系统的组成2 2、气门、气门、气门、气门（一）气门的分布类型（一）气门的分布类型1.多气门型1）全气门式：(Holopneustic)具有10对有效气门，即在中、后胸上各1对，腹部8对。如蝗虫2
7、）周气门式：(Peripneustic)：具有9对有效气门，即中胸1对，腹部有8对。如鳞翅目幼虫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，位于前胸上。如蚊科的蛹3.无气门型(Apneustic)无有效气门或虽有气门但已封闭。如摇蚊科幼虫和部分内寄生的幼虫昆虫2 2、气门、气门、气门、气门
8、( (二二二二) )气门的构造：内闭式气门的构造：内闭式气门的构造：内闭式气门的构造：内闭式 、外闭式。、外闭式。、外闭式。、外闭式。 开闭构造位于气门腔口的气开闭构造位于气门腔口的气开闭构造位于气门腔口的气开闭构造位于气门腔口的气门。这种开闭构造包括门。这种开闭构造包括门。这种开闭构造包括门。这种开闭构造包括1 1对基部对基部对基部对基部相联的相联的相联的相联的唇形活瓣和垂叶唇形活瓣和垂叶唇形活瓣和垂叶唇形活瓣和垂叶。外闭式气门外闭式气门外闭式气门外闭式气门垂叶上着生有垂叶上着生有垂叶上着生有垂叶上着生有闭肌闭肌闭肌闭肌，当闭肌收缩时，将垂叶往下拉，当闭肌收缩时，将垂叶往下拉，当闭肌收缩时，
9、将垂叶往下拉，当闭肌收缩时，将垂叶往下拉，使两活瓣闭合；当闭肌松驰时，活瓣由于垂叶本身的弹性使两活瓣闭合；当闭肌松驰时，活瓣由于垂叶本身的弹性使两活瓣闭合；当闭肌松驰时，活瓣由于垂叶本身的弹性使两活瓣闭合；当闭肌松驰时，活瓣由于垂叶本身的弹性而张开。而张开。而张开。而张开。很多昆虫的胸部气门很多昆虫的胸部气门很多昆虫的胸部气门很多昆虫的胸部气门具有这种外闭式构造，如蝗具有这种外闭式构造，如蝗具有这种外闭式构造，如蝗具有这种外闭式构造，如蝗虫、蜚蠊、蝽类、龙虱和蜜蜂等。虫、蜚蠊、蝽类、龙虱和蜜蜂等。虫、蜚蠊、蝽类、龙虱和蜜蜂等。虫、蜚蠊、蝽类、龙虱和蜜蜂等。蝗虫气门蝗虫气门 内闭式气门内闭式气门
10、内闭式气门内闭式气门 开闭构造位于气管口的气门。开闭构造位于气管口的气门。开闭构造位于气管口的气门。开闭构造位于气管口的气门。这种开闭构造主要包括这种开闭构造主要包括这种开闭构造主要包括这种开闭构造主要包括闭弓闭弓闭弓闭弓和和和和闭带闭带闭带闭带。当闭肌收缩时，牵动闭带推向闭弓当闭肌收缩时，牵动闭带推向闭弓当闭肌收缩时，牵动闭带推向闭弓当闭肌收缩时，牵动闭带推向闭弓而将气管口关闭；当闭肌松弛、开而将气管口关闭；当闭肌松弛、开而将气管口关闭；当闭肌松弛、开而将气管口关闭；当闭肌松弛、开肌收缩时，将闭带拉回，气管口开肌收缩时，将闭带拉回，气管口开肌收缩时，将闭带拉回，气管口开肌收缩时，将闭带拉回，
11、气管口开启。启。启。启。 大多数昆虫的气门，特别是腹部气门属于这种类型。大多数昆虫的气门，特别是腹部气门属于这种类型。大多数昆虫的气门，特别是腹部气门属于这种类型。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这类气门的气门腔口没有活瓣，但常在气门腔口内侧有过这类气门的气门腔口没有活瓣，但常在气门腔口内侧有过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。滤结构，以防止灰尘、细菌和水的侵入。滤结构，以防止灰尘、细菌和水的侵入。滤结构，以防止灰尘、细菌和水的侵入。家蚕幼虫气门家蚕幼虫气门（一）气管的组成及其特
12、点（一）气管的组成及其特点1.气管气管1）组织结构组织结构：（：（1）基膜（底膜）基膜（底膜）（2）管）管壁细胞（壁细胞（3）内膜）内膜（4）螺旋丝）螺旋丝2）构造特点：（）构造特点：（1）内膜上无蜡质）内膜上无蜡质（2）气）气管可伸缩（管可伸缩（3）脱皮时可脱掉）脱皮时可脱掉3)气管的功能：通风作用气管的功能：通风作用3、气管、气管气管组织结构气管组织结构（二）（二）气管的分布气管的分布和和排列排列4 4、微气管、微气管、微气管、微气管(tracheole)(tracheole)和气囊（和气囊（和气囊（和气囊（airsacairsac）微气管微气管 1) 1) 概念：直径在一微米以下的末端封
13、闭的气管。概念：直径在一微米以下的末端封闭的气管。 2) 2) 特点：特点：(1) (1) 脱皮时不脱去脱皮时不脱去 （2 2）通透性强）通透性强 3) 3) 功能：气体交换的重要场所。功能：气体交换的重要场所。气囊气囊 1) 1) 概念：气管的膨大部分概念：气管的膨大部分 2) 2) 特点：特点：(1) (1) 薄而软薄而软 (2) (2) 无明显螺旋丝无明显螺旋丝 3) 3)功能：功能：(1) (1) 增加气管内通风作用增加气管内通风作用 (2) (2) 增加浮力增加浮力 (3) (3) 促进血液循促进血液循 环环 微气管：微气管：微气管：微气管： 昆昆昆昆虫虫虫虫的的的的气气气气管管管管
14、由由由由粗粗粗粗到到到到细细细细进进进进行行行行分分分分枝枝枝枝，当当当当分分分分枝枝枝枝到到到到直直直直径径径径为为为为225um5um时时时时，伸伸伸伸入入入入一一一一个个个个掌掌掌掌状状状状的的的的端端端端细细细细胞胞胞胞，然然然然后后后后由由由由端端端端细细细细胞胞胞胞再再再再形形形形成成成成一一一一个个个个直直直直径径径径在在在在1um1um以以以以下下下下，末末末末端端端端封封封封闭闭闭闭的的的的微微微微管管管管微微微微气气气气管管管管伸伸伸伸入入入入组组组组织织织织内内内内或或或或细细细细胞胞胞胞间间间间，微微微微气气气气管管管管的的的的内内内内壁壁壁壁和和和和气气气气管管管管一
15、一一一样样样样也也也也具具具具有有有有螺螺螺螺旋旋旋旋丝丝丝丝，但但但但在在在在昆虫蜕皮时微气管并不随外表皮一块蜕去。昆虫蜕皮时微气管并不随外表皮一块蜕去。昆虫蜕皮时微气管并不随外表皮一块蜕去。昆虫蜕皮时微气管并不随外表皮一块蜕去。气气气气 囊：囊：囊：囊： 气气气气囊囊囊囊是是是是气气气气管管管管的的的的某某某某些些些些膨膨膨膨大大大大成成成成囊囊囊囊状状状状，可可可可被被被被压压压压缩缩缩缩的的的的部部部部分分分分，常常常常见于有翅亚纲昆虫中。一种有螺旋丝，一种没有螺旋丝。见于有翅亚纲昆虫中。一种有螺旋丝，一种没有螺旋丝。见于有翅亚纲昆虫中。一种有螺旋丝，一种没有螺旋丝。见于有翅亚纲昆虫中
16、。一种有螺旋丝，一种没有螺旋丝。气囊的功能：气囊的功能：气囊的功能：气囊的功能： （1 1）贮存）贮存）贮存）贮存OO2 2； （2 2）强化通风作用；）强化通风作用；）强化通风作用；）强化通风作用； （3 3）增加浮力，有利于昆虫的蜕皮；）增加浮力，有利于昆虫的蜕皮；）增加浮力，有利于昆虫的蜕皮；）增加浮力，有利于昆虫的蜕皮； （4 4）促进血液循环。）促进血液循环。）促进血液循环。）促进血液循环。第三节第三节 气管系统的呼吸机制和控制气管系统的呼吸机制和控制一、气管的通风作用:气管和气囊二、扩散作用：微气管中的呼吸机制三、气门开闭的调控一、气管的通风作用1.部位 1）气管 2）气囊 2.机
17、制 1） 体躯的运动 2）气管、气囊的伸缩二、扩散作用 1.部位 微气管 2.机制 1） 气体分压 管内的O2管外 管内的CO2管外 2）渗透压 （微气管的通透性）三、气体交换过程三、气体交换过程 昆虫在休息时，微气管未稍充满体液，因此，气管内的气体只能到达体液之前，而不能透入组织。 当组织活动时（如肌肉收缩），由于新陈代谢的废物增多，增大了血液的浓度，增加了血液的渗透压，微气管内的体液就向外渗透，气管内的气体就随着液体外透到达微气管未端，因而O2向血液中、向组织内扩散。 CO2的排除和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
18、。 新陈代谢废物被氧化消失以后，血液的渗透压又复原状，微气管 未梢就又充满液体。第四节第四节 昆虫的呼吸代谢和能量供应昆虫的呼吸代谢和能量供应一.能源物质及其代谢碳水化合物的氧化作用脂肪酸的氧化作用二.呼吸代谢的能量供应 三.呼吸商（respiratoryquotient,RQ）u 昆虫在呼吸过程中释放昆虫在呼吸过程中释放CO2与消耗氧的体积比：与消耗氧的体积比：RQ=CO2/O2RQ=1 碳水化合物RQ=0.8 蛋白质RQ=0.7 脂肪1.杀虫剂影响呼吸商（杀虫剂影响呼吸商（RQ） 如有机磷和除虫菊酯类神经毒剂，中毒初期吸如有机磷和除虫菊酯类神经毒剂，中毒初期吸O O2 2量增加量增加RQRQ小；麻痹阶段吸小；麻痹阶段吸O O2 2量剧减量剧减 RQRQ大大2. 熏蒸剂对呼吸酶有抑制作用熏蒸剂对呼吸酶有抑制作用 如溴甲烷、氯化苦以及细胞毒剂氢化物等如溴甲烷、氯化苦以及细胞毒剂氢化物等,导致呼吸导致呼吸代谢率降低而死亡。代谢率降低而死亡。 提高熏蒸剂作用效果的途径：提高熏蒸剂作用效果的途径： 提高环境温度或二氧化碳的浓度，使昆虫呼吸加强提高环境温度或二氧化碳的浓度，使昆虫呼吸加强3. 油乳剂和黏着展布剂的作用油乳剂和黏着展布剂的作用 油乳剂易进入气门油乳剂易进入气门 黏着展布剂可堵塞气门黏着展布剂可堵塞气门 第五节第五节 昆虫呼吸作用与害虫防治的关系昆虫呼吸作用与害虫防治的关系
