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普通昆虫学
普通昆虫学中的昆虫生理学十章详细思维导图，知识点归纳整理，加强学习记忆，帮助同学理解，需要的小伙伴们可以收藏喔。
编辑于2021-08-02 18:07:27- 普通昆虫学
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昆虫的生理学
昆虫的神经系统
昆虫神经系统通过各种类型的感受器从体内、外获取各种信息，通过神经系统的综合作用，引起机体的各种行为反应。昆虫的神经系统是由外胚层发育而来的。
神经系统的基本构造
概述
神经组织主要由神经元和胶细胞组成。神经元是传递信息的功能细胞；胶细胞则位于神经组织的外围，起着供应营养和稳定内环境的作用。
神经元
神经元即神经细胞，是构成神经系统的基本单位。
昆虫的神经元由1个细胞体、1个轴突和1或多个树突组成。
神经元的类型和功能
形态分类
A单极神经元
B双极神经元
C多极神经元
功能分类
B和C 感觉神经元
A运动神经元
联络神经元
神经分泌细胞是特化的神经元
神经节
神经节是由大量神经元、胶细胞和非细胞组织的集合体，通常卵圆形。
外层是非细胞的围膜和胶细胞层构成的具有保护和营养功能的神经鞘
细胞体位于节内的外缘、神经鞘内侧；侧支、树突、端丛位于神经节的中央，形成神经髓
各种神经元的神经纤维在髓中形成复杂的突触联系,进行信息整和.是信息联系和协调中心。
神 经
神经（nerve）是由成束的神经纤维（轴突束）及其外围的一层神经鞘组成的长线形结构。神经纤维束起传导冲动的作用。
神经可由主干分支，直径逐渐变细，所含轴突数量逐渐变少，在末端分支内只含有1种神经纤维。
胶细胞
胶细胞是神经节的重要组成部分，主要功能是支持、保护和滋养神经细胞。
高等动物的神经胶质细胞及其绝缘和屏障作用
神经系统的结构和功能
昆虫的神经系统属于腹神经索型
中枢神经系统
组成
位于头部的脑
由前、中、后脑组成。前脑是视觉中心，中脑是嗅觉中心。
一条位于消化道腹面的腹神经索
脑和腹神经索之间以围咽神经索相连。纵向连接前后神经节的神经称为神经索。
周缘神经系统
组成
控制消化道的口道神经
主要包括额神经节和后头神经节及其发出的神经。
控制气门和背血管的中神经
位于前后两个神经节的两条神经索之间，起源于前一神经节，向后延伸时常分出1对侧支，分布到两侧的气门及气管上
气门开闭的控制中心
控制后肠和生殖器官的腹末神经节组成
交感神经系统
组成（中枢神经系统发出的所有神经）
传入神经（感觉神经）
传出神经（运动神经）
感觉神经元负责将接受到的内、外刺激，以电脉冲的方式传递到中枢神经系统的联系神经元，中枢神经系统将信息整合后，发出指令给运动神经，运动神经将其传递给效应器。
神经的传导机制
反射弧
反射作用
昆虫将感觉神经末梢接受到的刺激传到中枢神经，再由中枢神经系统整合后发出指令，引起效应器产生相应反应的过程叫反射作用
完成反射作用的机制叫反射弧
过程
刺激——感受器——感觉神经细胞兴奋——中枢神经系统信息整合——运动神经纤维——效应器——反应
神经传导
轴突传导
静息电位
使神经细胞膜在无外来刺激时，处于外正内负的极化状态，膜内外这时的电位差叫静息电位
动作电位
当神经细胞接受到传入信号刺激后，膜对离子的通透性发生改变，产生去极化，从而引发了瞬时的内正外负的动作电位
动作电位的产生及轴突传导
突触传导
突触结构
突触是神经元间、神经与肌肉间、神经与腺体间的连接点，是神经传导的联络区
组成
突触前膜
突触后膜
突触间隙
突触类型
电突触
间隙很窄（3.5nm），靠直接电偶合即可传递信息，且速度很快，但在昆虫中很少存在。
化学突触
间隙较宽（20～25nm），靠化学递质传递神经活动信息，速度较慢，在昆虫中普遍存在。
化学突触及其传导
化学突触的前膜含有许多内含神经递质的突触小泡。在以乙酰胆碱（Ach）为递质的突触中，每个小泡内含数万个Ach分子。动作电位传导到突触前膜时，引起膜上对电压敏感的Ca2+通道打开，使膜外的Ca2+进入膜内，促使突触小泡与突触膜融合成“Ω”状，Ach从开口处释放到突触间隙。 突触后膜上有与Ach特异性结合的受体蛋白。Ach到达后膜便与之结合，引起受体分子构象发生改变，离子通道随之打开，使 Na＋、K+ 的通透性改变，导致膜去极化，产生突触后电位，将冲动传递到下一个神经元。
昆虫神经元突触间Ach传导示意图
杀虫剂对神经系统的影响
对轴突传导的影响
拟除虫菊酯类杀虫剂，主要作用于轴突膜上的离子通道（主要是 Na+ 通道），通过延迟钠离子通道的关闭，破坏神经传导引起中毒。
对乙酰胆碱酯酶的影响
有机磷和氨基甲酸酯类杀虫剂，都是乙酰胆碱酯酶的抑制剂，进入突触间隙后，与AchE结合，结果使酶的正常作用受阻，造成突触部位的 Ach 大量积累，致使昆虫过度兴奋，行动失调，最后麻痹死亡。
对突触后膜的影响
沙蚕毒素和吡虫啉等氯化烟酰类化合物，主要作用于神经突触后膜上的乙酰胆碱受体，前者抑制突触后膜的兴奋性，使昆虫瘫痪死亡，后者则增加突触后膜的兴奋性，使昆虫不断出现神经冲动，产生颤抖症状，随之发生痉挛，最后麻痹而死。
阿维菌素类杀虫剂的作用靶标是神经—肌肉接点的突触后膜，阻断神经与肌肉间的联系，破坏肌肉的兴奋收缩功能，是昆虫中毒死亡。
昆虫的感觉器官
感受器的基本构造
表皮变形
皮细胞特化
感觉神经元
感受器感受刺激的机制
当感受器接受到足以激起反应的刺激后，其表面的膜即会产生激应性，引起感受器膜电位的改变而产生动作电位，电脉冲沿着感觉神经元的轴突、端丛，传导到神经细胞附近的电激应区，引起传入神经纤维产生神经脉冲。
感受器类型
根据其结构分类
毛状
钟状
板状
锥状
坛状
根据其接受刺激的性质分类
机械感受器（触觉、听觉）
感触器
主要感受内、外环境的机械刺激（如实体接触、身体张力、空气或水的压力等）
常见的感触器有毛状、钟状等类型
听觉器
感受声波的刺激
常见类型有听觉毛、江氏器和鼓膜听器等
化学感受器（嗅觉、味觉）
味觉器
主要感受接触到的、较高浓度的、室温下不能气化的液体或固体物质分子
味觉器多位于下颚须﹑下唇须﹑唇瓣和口前腔内，少数位于触角﹑附节﹑产卵器上
嗅觉器
感受挥发性物质
嗅觉器主要位于触角上，少数分布在下颚须和下唇须上。
分类
单孔或多孔的毛状﹑锥状和板状感化器，表皮上的孔径小（ 10～ 100nm)，孔向内扩展成小腔，腔壁内有微管与树状突连接·
表皮凹陷成坛状或翁状的腔，腔底有感觉细胞的端突，腔内充满毛原细胞分泌的粘性清夜
温湿感受器
感温器
感湿器
作用
它们为昆虫提供着环境中的温湿度信息 以利于寻找适，宜的栖息环境
视觉器
昆虫视觉器官的功能是通过集光器和感觉神经元（视觉细胞）感受光波刺激，并将刺激传递给中枢神经系统引起视觉反应。
组成
复眼
结构
由小眼组成
自外向内可分为６部分
角膜
角膜细胞
晶锥细胞
视杆
色素细胞
底膜
复眼视觉
复眼由于球面大，而视野广阔。小眼数目越多，成像越清晰。日间活动者为并列像眼，小眼视杆短，四周有色素细胞，只有通过角膜和晶锥轴线到达视小杆的光线才能引起视觉细胞反应。夜间活动者为重叠像眼，小眼延长，视杆与晶锥间隔一段纤维状晶体杆，视小杆能感受邻近小眼折射的光线。昼夜活动者色素颗粒可以上下移动。
单眼
依据位置分类
背单眼
为成虫和若虫所具有，一般3个，倒三角形排列，但有的中间1个常消失。也有一些昆虫完全没有背单眼或仅有背单眼。只能感受光的强弱和方向，不能成像。
侧单眼
为典型幼虫所具有，结构类似复眼中的1个小眼，能感受光的强弱和成像。
组成与小眼相似
昆虫的肌肉系统
概论
昆虫肌肉系统是昆虫的动力系统·昆虫通过肌肉的收缩与舒张为各种运动和行为提供动力，肌肉也为各内脏器官活动的动力。
昆虫的肌肉由中胚层发育和特化而成，多为横纹肌，在功能和形态上与高等动物的骨骼肌无明显差异。
肌肉的类型
分类
通常情况下，按肌肉所在的位置和作用范围，可将其分为内脏肌和体壁肌两大类。
内脏肌
内脏肌是包在内脏器官壁中的肌肉。有的是排列整齐的纵肌或环肌，如包围在消化道肠壁细胞外的肌肉;有的则是排列不规则的网状肌肉层，如分布在嗪囊壁及卵巢管膜外的肌肉。
内脏肌的功能是司内脏器官的伸缩和蠕动。
体壁肌
昆虫的体壁肌着生在体壁下或由体壁内陷形成的内突上，专司体节﹑附肢和翅的运动·如背纵肌﹑腹纵肌、背腹肌等。
组成肌肉的基本单位是肌纤维，肌纤维中含有大量的肌原纤维
根据肌原纤维在肌纤维中的排列情况，分类
束状肌
管状肌的肌原纤维呈放射状排列在肌纤维的四周，肌纤维的中央是无肌原纤维的肌浆轴心，细胞核纵列在肌浆轴内。
管状肌
束状肌在肌纤维外包有一层不含肌原纤维的肌浆,肌原纤维和线粒体位于肌纤维的中央。根据肌浆层的厚薄，又可分为厚肌浆束状肌和薄肌浆束状肌。
纤维状肌
纤维状肌的细胞膜不明显，肌原纤维较粗大，由气管的细支联成疏松的多角形束。细胞核位于肌原纤维之间，不易分辨·线粒体显著，卵圆形，分布于肌原纤维间·多见于飞行昆虫的间接翅肌。
肌肉与体壁的连接
昆虫的肌肉大多属体壁肌，至少有一端连接在体壁上
体壁肌与体壁的连接方式主要有以下3种情况
肌纤维与皮细胞连接
肌纤维与肌小腱连接
肌纤维与内骨骼连接
肌肉的组织结构
昆虫的每束肌肉由许多平行的肌纤维组成，肌纤维是一个大而长型的多核细胞
其组织结构包括以下4部分
肌膜
由细胞膜转化而来的肌纤维外膜;具兴奋性，可接受并传递神经脉冲
肌原纤维
肌肉收缩的基本单位，肌纤维特有的功能细胞器
肌质
即肌纤维的细胞质，或称肌浆·内含线粒体﹑内膜系统﹑肌质网和横管系统等。
肌细胞核
即肌核，1条肌纤维中通常有多个细胞核。
肌肉的超微结构
肌管系统
肌肉的收缩机制
肌肉的收缩与舒张,是通过蛋白质反复变构，造成粗、细纤丝在肌原纤维中相对悄矽米头巩的。
肌纤丝
昆虫的肌原纤维中含有两种肌蛋白纤丝——粗肌丝和细肌丝。这两种肌纤丝与肌原纤维的长轴相平行，并相互交错穿插排列，因而构成了肌肉在光学镜下所特有的形态特点一一横纹肌,同时也形成了可以抽动的收缩体系。
肌纤丝在肌原纤维中的排列
细纤丝
组成
肌动蛋白( actin)单体呈球状，串联成两条肌动蛋白链，形成细纤丝的主体。肌肉收缩时，能与肌球蛋白结合成肌动球蛋白横桥。
原肌球蛋白( tropomyosin）纤维状，镶嵌在肌动蛋白双链的凹槽内。1个分子可覆盖7个肌动蛋白单体，并可与肌钙蛋白分子结合。肌肉收缩时，可阻止肌动球蛋白横桥的形成。
肌钙蛋白( troponin )是一种调节蛋白，在细肌丝上每隔7个肌动蛋白单体就有1个肌钙蛋白分子。
肌肉收缩的滑动学说
滑行学说：肌肉收缩是由于粗、细两种肌纤丝相对滑动造成的·肌肉的收缩或松弛，是由于肌节长度的变化而引起的。
兴奋―收缩耦联
肌肉收缩是肌膜兴奋引起的。肌膜接受刺激后首先发生去极化，并引起肌质网释放钙离子。钙离子与细肌丝上肌钙蛋白结合，引起肌钙蛋白分子变构，使肌动蛋白与肌球蛋白结合，形成肌动球蛋白横桥，进一步激活肌球蛋白头部的ATP酶，由其水解ATP产生能量·肌动球蛋白横桥的角度变化，使细肌丝向肌节中部滑行，导致横桥断裂，游离的肌球蛋白头部与下一个肌动蛋白单体结合，如此往复，引起粗肌丝两端的细肌丝带动Z膜相向运动，使肌节逐步缩短，从而完成肌肉的收缩·这一过程被称为肌肉的兴奋一收缩偶联。
当刺激消失，肌膜恢复极化时，肌质网将钙离子重新吸收，肌钙蛋白失去钙离子恢复构像，原肌球蛋白重新与肌动蛋白结合，使肌肉依靠弹性恢复松弛状态。
肌肉收缩的控制
肌膜的兴奋引起肌肉的收缩。凡是能导致肌膜去极化的因子（如兴奋性神经脉冲、某些激素、血液的离子变化)都会引起肌肉收缩。
昆虫的激素
昆虫的生长发育、脱皮、变态、滞育、生殖、多型现象等生理过程以及行为反应等，都离不开激素的参与·激素(hormone)分为内激素和外激素两大类，是由机体内的特定腺体分泌的微量物质。
内激素
被分泌器官(腺体)分泌于体内，并经血液运送至靶器官，引起并调节内部生理活动。
外激素
又称信息素，其分泌器官(腺体）分泌并散布于大气中，经空气传播，引起其它个体(同种或异种)的行为反应。
昆虫的内激素
昆虫的内分泌器官
脑神经分泌细胞和脑激素
前胸腺和蜕皮激素
咽侧体和保幼激素
心侧体及其激素
昆虫的内分泌系统
神经分泌细胞的结构
神经细胞中的一类体积较大和有分泌功能的细胞，存在于脑、咽下神经节和其它胸、腹部神经节中，但主要是脑神经分泌细胞神经分泌细胞具有神经细胞和腺体细胞的双重特征。其主要结构特征是轴突末梢特膨大。
昆虫的重要内激素及其作用
内激素包括神经激素和腺体激素两类。目前，研究比较多的昆虫内激素有脑激素、蜕皮激素和保幼激素等，并已明确了它们调控昆虫变态的机制。
脑激素(BH , brain hormone )又称活化激素和促前胸腺激素（PTTH )，是一类神经激素，主要作用是活化前胸腺和咽侧体的分泌活动。
蜕皮激素(MH , molting hormone )也称前胸腺激素，主要作用是激发昆虫的脱皮活动。
保幼激素(JH , juvenile hormone )又叫咽侧体激素，主要起保持幼虫状态﹑抑制蜕皮和变态的作用。
激素对变态的调节
脑激素、保幼激素、蜕皮激素的综合作用可以调节控制昆虫的生长发育和变态在BH的活化作用下，通常情况是
当JH>MH时：幼虫蜕皮——幼虫
当JH<MH时：幼虫脱皮——化蛹
当JH=0 ，MH单独作用时：蛹羽化——成虫
变态激素在害虫防治中的应用
昆虫生长调节剂的作用机制是多方面的
保幼激素类似物：能抑制组织对蜕皮激素的感受性，阻止变态的发生，或阻碍几丁质的合成，使昆虫不能顺利脱皮而死亡;
蜕皮激素类似物：则主要促使昆虫不正常早熟(提前脱皮﹑化蛹﹑羽化等)。
昆虫的信息素及其应用
信息素( message )又叫外激素( pheromone )是由虫体内的特殊腺体分泌到体外，引起同种(种内信息素）间或是异种(种间信息素）其它个体行为反应的化学通信物质。
昆虫信息素的种类
性信息素( sex pheromone )：由某一性别(多为雌性）个体释放，引诱异性前来交尾。如家蚕雌蛾腹部的特殊腺体分泌的蚕蛾醇，能引诱雄蛾前来交配。
性抑制信息素( inhibitory pheromone）能抑制后代的卵巢发育。如蜜蜂蜂后的上颚腺长链不饱和有机物(性抑制外激素Ⅰ和Ⅱ)，能抑制工蜂的卵巢发育。
标迹信息素( trail pheromone）标记踪迹。如蚂蚁、白蚁、蜜蜂等。
告警信息素( alarm pheromone)遇敌袭击时，告知同类其它个体警惕或逃生·如蚂蚁﹑蚜虫等。
集结信息素( aggregation pheromone）招引其它个体前来集结·如小蠹虫等很多甲虫和飞蝗等。
昆虫激素的应用
昆虫变态激素类似物（(生长调节剂)的应用
保幼激素类似物一一灭幼脲等。
蜕皮激素类似物一一抑太保等。
昆虫性信息素的应用
作为害虫预测预报的工具
直接防治
大量诱捕法
迷向法
与其他防治措施组合(昆虫病毒、原生动物、不育剂)
其他信息素的应用
白蚁的踪迹信息素与杀虫剂的混合使用
昆虫的生殖系统
概述
生殖系统(reproductive system）是动物繁殖后代、延续种族的器官。昆虫之所以在生物界成为无与伦比的最繁盛的类群，除了具有体躯小、有翅善飞、食物范围广、生活周期短和适应性强等因素外，更重要的是具有强大的生殖能力和多种多样的生殖方式。
生殖系统包括外生殖器官和内生殖器官两部分。外生殖器官主要用以完成交配和授精。内生殖器官主要有由中胚层形成的生殖腺和附腺，主要作用是产生成熟的卵细胞和精子。
雌雄两性内、外生殖器官在解剖学上虽然差异很大，但却有着几乎完全对应的同功和同源关系
雌性生殖系统
雌性生殖器官的模式构造
昆虫的雌性生殖器官包括1对卵巢（ ovary ) 、2条侧输卵管( 1atera1 oviduct ) 、1条开口于生殖腔的中输卵管( common oviduct ) 、1个接受和贮藏精子的受精囊( spermatotheca)和1对附腺( accessory g1and )，以膨大成囊状的生殖腔（ gentia1 chamber )或管状的阴道( vagina )开口于体外。
卵巢的基本构造
卵巢由孕育卵子的卵巢管组成。
卵巢管的数目
变异较大，每1卵巢通常4～8条。低等昆虫数目较少，高等昆虫数目较多。如有些蚜虫仅1条，白蚁可多达2400多条·卵巢管的数目与生殖潜力有关。
卵巢管的结构
可分为端丝、卵巢管本部和卵巢管柄3部分。卵巢管本部又可分为生殖区、生长区和成熟区。
卵巢管的类型
卵巢管的类型根据卵母细胞发育过程中获取营养的方式，分为3种类型
无滋式③端滋式。滋养细胞集中于生殖区，以原生质丝形成滋养丝与卵母细胞相连并提供营养。
生殖区无滋养细胞，卵黄沉积依赖卵泡细胞吸取血液中的养料。
②多滋式。卵母细胞与滋养细胞在生长区内交替排列
③端滋式。滋养细胞集中于生殖区，以原生质丝形成滋养丝与卵母细胞相连并提供营养。
图片展示
卵子的形成过程
卵母细胞的形成
卵黄的沉积
卵子的形成
鳞翅目昆虫雌性生殖器官
在中输卵管后端连接着由体壁内陷的交尾囊-一专司交配的器官，以交配孔开口于体外，因而特称为“双孔类”。
交配囊可分交配囊管、交配囊体和导精管等。导精管开口于中输卵管。这类昆虫通常以精珠授精。
雄性生殖器官
雄性生殖器官的模式构造
包括1对产生精子的精巢、贮精囊、输送精子到雌虫体内的输精管和射精管。此外，还具有一些能分泌精液以提供给精子所需营养和合适环境的附腺。
精巢的基本构造
由精巢小管组成，通常呈椭圆形，精巢中精巢小管的数目和形状在不同种类中变异很大。
根据生殖细胞在管内的发育情况，可将精巢小管分为生殖区、生长区﹑成熟区和转化区。但很多昆虫分区不明显·每一精巢小管下方有一柄状的输精小管。
雄性生殖管和附腺
雄性生殖管包括输精管、贮精囊和射精管3部分。所有精巢小管基部的输精小管都与输精管相连，输精管下端膨大为贮精囊，精子从精巢进入贮精囊后还能进一步发育。
雄性附腺的分泌物包括蛋白质、氨基酸、糖类和脂肪等多种成分。
昆虫的交配和受精
昆虫的交配行为常受到各种因素的影响，如异性的鸣声、发音、色彩、气味等，其中雌虫释放的性外激素是引发交配的主要刺激物质。
授精
两性交尾时，雄虫将精液注入雌虫的生殖器官内，并贮存于受精囊中的过程称为授精。
由于雌雄两性的交尾器和附肢的结构具有高度的特殊形状，因而不同的种间存在着严格的生殖隔离。
排卵和受精
卵的受精作用通常在交配后一段时间内才进行。
昆虫卵成熟后，由卵巢管经输卵管进入生殖腔的过程，称为排卵。
在排卵过程中，精子自受精囊中游出经卵的受精孔进入卵内，并与卵核结合成合子的过程，称为受精。
昆虫的生殖与害虫的防治
卵巢发育在测报上的应用
根据成虫卵巢发育和抱卵情况，预测成虫的产卵时期和幼虫的孵化时期，确定害虫防治的有利时机。
不育防治技术的应用
利用物理或化学方法使昆虫不育。
利用遗传工程培育后代或生理上有缺陷的品系。
例如：将不育的昆虫释放到田间，与正常个体交配，形成不能正常发育的个体，使害虫种群下降。
昆虫的呼吸系统
概述
昆虫的呼吸系统是由外胚层内陷形成的管状气管系统组成的。
昆虫的呼吸作用包括两步
气体交换
有机体吸收氧和排除二氧化碳的物理过程
氧化代谢
有机体利用氧气氧化分解能源化合物,产生二氧化碳和水,并为肌体提供能量的化学过程
昆虫的呼吸方式
主要呼吸方式是气管呼吸
常见的特殊呼吸方式有
体壁呼吸
如弹尾目
气管鳃呼吸
如蜉蝣气管鳃、蜻蜓直肠鳃
气泡和气膜呼吸
如龙虱
寄生性昆虫的呼吸
如小蜂、寄生蝇
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。
气管系统的组成（由外向内）
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
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。
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。
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
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。
气管
气管的组成及特点
组织结构
由外胚层内陷形成，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。
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。
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。
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; 可以借血压的变化或体躯的伸缩而胀缩。
主要功能
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。
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。
气体扩散机制
①大气——气管
②微气管——呼吸组织
扩散作用的机制
①气体分压差：O2管外＞管内 CO2管外＜管内
②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
气管通风机制
昆虫在剧烈运动（如飞翔活动）时，体内的代谢活动也十分旺盛，这时单靠扩散作用不能满足氧的供应，因此必须借助气囊的通风作用来提高换气运动的效率。
气门控制机制
气门的开闭起着调节气体流量的作用。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。
微气管的气体交换机制
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。当组织活动时，由于代谢产物增多，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。
呼吸代谢和呼吸毒剂
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。
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。
能源物质及其代谢
物质能源
概念
氧化产生能量的化合物称为能源物质
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。
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ＣoＡ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。
呼吸毒剂对昆虫呼吸的影响
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。
昆虫的排泄系统
排泄系统的组成
主体 是位于中后肠交界处的马氏管
辅以体壁、气管系统、消化道、脂肪体及围心细胞等排泄器官和组织所形成的系统
排泄系统的机能
自血液中吸收并排弃代谢废物和有毒物质
维持昆虫体内盐类和水分平衡、保持体内正常生理环境
马氏管及其排泄机能
马氏管的命名
马氏管（Malpighian tubeles）由意大利生理学家Malpighi于1669年首先在家蚕体内发现。
马氏管的数目和表面积
马氏管的数目
仅蚜虫等少数种类无马氏管。不同种类数目差异很大。最少者如蚧类仅2条；多的如沙漠蝗达250条左右。一般全变态类的数目较不全变态类少。
马氏管的表面积
一般情况下，马氏管的数目与其长度成反比，即数量多者短，数量少则长，从而保持总有效排泄面积，保证马氏管与血淋巴充分的接触面积。
马氏管的结构
外观
呈偶数的盲管
着生
中后肠交界处。基部：与肠腔相通。 端部：游离于血淋巴或埋于直肠细胞中。
基段细胞
具刷状边
端段细胞
具蜂窝边
隐肾
多见于鞘翅目和部分的鳞翅目昆虫，是回收水分和无机盐的特效系统
马氏管的基本类型
直翅目型
马氏管基段与端段在组织构造上无明显分化，管内排均为液体。
半翅目型
分为基段和端段，端段为液体原尿，基段为尿酸结晶。
鞘翅目型
基段与端段无分化，管内排泄物均为液体，端段与直肠形成隐肾。
鳞翅目型
与半翅目型相似，但端段与直肠形成隐肾复合体。
马氏管的排泄机制
排泄循环
原尿的分泌
通过端段以水溶液的形式从血液中吸收代谢废物，不断转入后肠
离子和水分的再吸收
基段和直肠细胞将水分和无机盐选择性再吸收，并移除代谢废物
马氏管的排泄物
代谢废物的排除
水、二氧化碳（糖代谢、脂类代谢）通过体壁、气管系统、消化道—氮素化合物（蛋白质代谢） 通过马氏管-直肠系统
马氏管的主要排泄物
尿酸、尿素、尿囊素和氨等
陆栖昆虫一般以尿酸为主,水栖昆虫常以氨为主要含氮排泄物
其它排泄器官
贮存排泄
是指血液中的的部分代谢产物被某些器官或组织吸收并贮藏起来，而不马上排出体外的特殊排泄方式
脂肪体
可转化成尿盐细胞，积聚尿酸盐结晶
围心细胞
可积聚胶体粒子和马氏管不能排除的其它大分子
昆虫的循环系统
概述
组成
昆虫的循环系统（Circulatory System）由血液和循环器官及相关辅助结构组成。
功能
运输养料、激素和代谢废物，维持各内脏系统正常生理代谢
特点
昆虫的循环系统属于开放式循环; 没有携带和运输氧的功能。
循环器官的结构及功能
昆虫血液循环的主要搏动器官是背血管。此外，背膈、腹膈和辅搏动器等，对血液循环也起着重要促进作用。
背膈和腹膈
通过自身搏动，使血液向后方和背方流动，促进血液在体腔内的循环。
辅搏动器
在触角、足或翅等离心脏较远的附肢基部存在具有辅助搏动性能的结构，可促进血液在附肢及其它远离心脏的附属器官内循环。
背血管
大动脉
一条简单的直管，主要作用是将心脏的血液向前导入头内
心脏
背血管后段的连续膨大的部分。心脏的主要功能是抽吸背血窦内的血液，压入前方的大动脉。
翼肌
着生于心脏两侧的肌肉，主要功能是协助心脏搏动。
心脏的搏动和血液循环
心脏的搏动
昆虫的心脏属肌原性组织，不受神经的支配，可自发地产生收缩和舒张。
心脏的博动是由心室的交替收缩和舒张造成的。
一般昆虫每分钟的心搏数为50~100次。
血液循环
由于心脏有节奏的搏动，以及背膈与腹膈的波动和辅搏动器的作用，昆虫的血液在背血管和血腔中作定向循环流动 。
昆虫的血液及其功能
血液的组成
昆虫的血液多为黄色、橙色和蓝绿色等，由血浆和血细胞组成。
血浆(约占97.5%)
成分复杂，含营养成分血糖、血脂、氨基酸和蛋白质及氮素代谢废物和无机盐等
血浆中高浓度的海藻糖
血细胞（约占2.5%）
是悬浮于血浆中或附着于组织表面的一类特殊的游离细胞。
根据其形态和所担负的功能分类
原血细胞（分裂补充血细胞）
浆血细胞（吞噬、包被和成瘤等防卫作用）
粒血细胞和珠血细胞(贮存和代谢)
凝血细胞（凝血和防卫）
类绛血细胞（物质代谢和分泌）
血液的功能
运输和贮存功能
血液的主要功能是储存和输送水分、营养物质、激素和代谢废物。
代谢功能
血液是物质代谢的场所，并含有多种代谢酶类，参与许多代谢活动。
机械功能
血压可协助孵化、脱皮、羽化和展翅等。
防卫功能
忌避作用
含有某些刺激性或毒性化合物，可以阻止天敌捕食。
止血作用
当昆虫机体受伤后，血细胞在伤口处形成凝血块，以防止血液外流和病菌侵入。
免疫作用
血细胞的吞噬、成瘤、包被和血浆的抗菌肽、溶菌酶等。
解毒作用
血浆及血细胞内的解毒酶可以降解和结合进入血液中某些有毒物质。
昆虫的消化系统
概述
昆虫的消化系统是一条纵贯于体腔中央的消化道，还包括开口于口腔中的与消化作用有关的唾腺。
消化系统的主要功能
摄取、运送、消化食物，并从食物中吸收营养物质
消化道的构造和功能
消化道
不对称的管道，前后端分别与口前腔与肛门相通。不同口器类型的昆虫，消化道构造变异较大。
根据来源及功能分类
前肠
中肠
后肠
前肠的结构和功能
结构
咽喉
食道
嗉囊
结构
常膨大
功能
暂时储存食物；初步消化食物(蜜胃)；帮助脱皮等
前胃
结构
较特化，特别取食固体食物的昆虫，其内壁形成若干纵褶，内膜特化为齿或刺
功能
磨碎食物和调节食物进入中肠，兼有过滤作用
贲门瓣＋唾腺
贲门瓣
结构
前肠突入中肠前端形成的一圈内褶
功能
引导食物进入中肠，阻止中肠的食物倒流
功能
接受、运送、暂时储存食物，部分消化作用
前肠的组织学
来源
在胚胎发育时期由外胚层内陷形成。因此与体壁是同源的
组织学
前肠的组织结构由内向外依次可分为内膜、肠壁细胞层、底膜、纵肌、环肌和肌肉围膜。因此，在组织结构上与体壁构造相同。
内脏肌分为两层，内脏肌的交替收缩可引起消化道有节律的蠕动。
中肠的结构和功能
中肠
前后粗细相当的管道，消化和吸收的主要部位。前段通常生有胃盲囊。
结构
胃盲囊
结构
由中肠的肠壁向外突出成囊状或管状的构造；通常2～6个，位于中肠最前端
功能
增加中肠的表面积，以利于消化和吸收，扩大容积和滞存共生物的作用
围食膜的作用
仅存于取食固体食物的昆虫，具有保护中肠细胞免受固体食物颗粒和微生物损害的作用，并有明显的选择通透性。
中肠的组织学
中肠的来源
在胚胎发育期，由内胚层细胞背合形成
中肠的组织结构
由内向外依次可分为围食膜、肠壁细胞、底膜、环肌、纵肌和肌肉围膜。与前肠相比，最显著的结构特点是肌肉层的排列相反。
组成中肠的细胞
柱状细胞
分泌消化酶，吸收营养物质。
杯状细胞
调节血淋巴中钾离子的含量。
再生细胞
有分裂增殖能力的细胞。
后肠的结构和功能
前端以马氏管着生处与中肠分界。
分为三部分
回肠
结肠
直肠
功能
排泄食物残渣和代谢废物；吸收食物和排泄物中的水分和无机盐。
与前肠相似，但肌肉排列较紊乱。
直肠垫
功能
扩大回收水分和无机盐的表面积
有些具有粉碎围食膜和塑造粒状粪便的作用
唾 腺
功能
主要功能是分泌唾液
唾液
功能
主要功能是消化作用
含有多种消化酶，对食物进行肠外消化和肠内初步消化。
润滑口器，溶解食物。
形成口针鞘，防止寄主汁液和唾液流失。
含有有利于取食的其它多种化合物：如蚊类含抗凝血素；蚜虫含果胶酶；胡蜂含粘胶质；蜜蜂含蜂后质、蜂王浆等。
昆虫消化道的变异
子主题
不同类型口器消化道的变化
咀嚼式口器昆虫
粗短，1.3～4.0倍体长。
多数具有前胃。
中肠分泌围食膜。
中肠具有胃盲囊。
后肠的直肠特化，多有直肠垫。
吸收式口器昆虫
细长，10～40倍体长。
前肠无分化，无前胃。
中肠无围食膜。
中肠特长，一般没有胃盲囊。
后肠一般无分化，无直肠垫。
常形成一些特殊构造，如滤室。
咽肌发达，形成食窦唧筒和咽喉唧筒。
中肠的变化
①中肠分化为3～4段，各段担负不同的功能。如半翅目、同翅目和鞘翅目中的部分种类。
蝽的消化道
第一胃
储存食物
第二胃
调节食物流量
第三胃
消化食物的主要场所
第四胃
内有与养分吸收有关的共生菌，又称贮菌器
②形成滤室构造，如同翅目蝉、叶蝉、蚜虫等。
滤室
构造
中肠分3段，第3胃与后肠前段弯向前方，与第1胃紧贴在一起，外包一层结缔组织的围鞘形成。是同翅目昆虫的一种适应性结构。
功能
可使摄入前、中肠的过多水分和碳水化合物等直接从消化道前端进入中肠后端或排入后肠，以减轻消化道的压力；使蛋白质等营养物质得到浓缩，经过中肠充分消化和吸收。
蜜露
糖类和氨基酸及其它排泄物的混合液。
食物的消化和营养吸收
昆虫的营养
糖类
能源、合成几丁质和糖蛋白的原料
氨基酸
蛋白质的原料，分必需和非必需氨基酸
脂类
储存能源、体壁表皮层和细胞膜的结构要素
维生素
酶的辅基
水分和无机盐
参与各种生理代谢和生化反应
食物的消化和吸收
食物的消化过程
肠外消化
（取食前）为消化道外的初步消化，即：唾液或消化液—寄主组织或食物—吸入肠内
肠内消化
（取食后）为消化道内的充分消化，即：中肠消化液或发酵室中共生菌的酶类—分解食物
糖类的消化和吸收
（食物中)多糖、低聚糖— 肠内—糖原分解酶 （如葡萄糖苷酶、淀粉酶、纤维素酶等）— 葡萄糖、果糖、半乳糖、甘露糖—①血腔 ②血液（被组织吸收） ③ 海藻糖 脂肪体—海藻糖—血液（被组织吸收）
脂类的消化和吸收
脂类—肠腔（脂肪酶）—游离脂肪酸、甘油单酯、甘油二酯—①血液（被组织吸收） ②甘油三酯—脂肪体（贮存）—游离脂肪酸、甘油单酯、甘油二酯—血液（被组织吸收）
蛋白质的消化和吸收
（食物中）蛋白质— 小分子肽 （肠腔、蛋白酶）—氨基酸—血液（被组织吸收）
营养物质的吸收（液流循环）
吸收循环（食物液流）
营养物质—围食膜—中肠前端、胃盲囊细胞—血淋巴
分泌循环
血淋巴中过多的钾离子、水分—杯状细胞—肠腔
排泄循环（体液流）
血淋巴中代谢废物—马氏管—肠腔—后肠
再吸收循环
后肠食物残渣、代谢废物—直肠垫—水分和无机盐再吸收
肠道内环境与消化
消化液
pH6～8，植食性者偏碱性，肉食性者偏酸性。
缓冲体系：磷酸盐、氨基酸盐和蛋白质
昆虫的体壁
体壁的构造与功能
体壁的结构
结构
底膜
皮细胞层
表皮层
护蜡层
蜡层
表皮质层
角质精层
多元酚层
表皮层的基本结构和特点
上表皮
护蜡层： 皮细胞腺分泌
蜡层：真皮细胞分泌
多元酚层：真皮细胞分泌
表皮质层 (角质精层)：绛色细胞分泌，脂蛋白鞣化，性质稳定
原表皮（皮细胞分泌）
外表皮：经鞣化和暗化，坚硬而色深
内表皮：无色而柔软
体壁的功能
昆虫的体壁起着高等动物皮肤和骨骼的作用
控制体内水分的蒸发
阻止病原菌和杀虫剂等外来物质侵入，起保护性屏障作用
昆虫的体壁的坚韧性的机械支撑功能，保护内脏，供肌肉着生
着生各种感觉器官和腺体，用以接受环境刺激和分泌各种信息素
营养成分的贮存库
表皮的化学成分
几丁质
是一类性质稳定的含氮多糖物质
蛋白质
以多糖蛋白、鞣化蛋白的形式主要存在于原表皮中
脂类
以蜡层的形式存在于上表皮
多元酚
多元酚参与表皮质层和外表皮的鞣化和暗化作用
色素
黑色素、蝶蛉等
昆虫体壁的色彩
体色的来源
体壁及其衍生物的颜色及结构
皮下组织
血液
体色的生物学意义
异性互相识别和寻偶的信息
保护色、警戒色和闪光可避敌
避免过多的阳光和热量
体色的种类
色素色（化学色）
结构色（物理色）
结合色（混合色）
如：紫闪蛱蝶翅的色彩（黄褐色的色素色＋紫色闪光的结构色）
体壁的衍生物
体壁的外长物
非细胞外长物
粒突、刻点、脊纹和微毛等。
细胞性外长物
单细胞外长物有刚毛和鳞片等；多细胞外长物有刺和距等。
皮细胞腺
单细胞性腺
如蜡腺等
多细胞性腺
如唾腺、香腺、臭腺、咽侧体、前胸腺等
脱皮
脱皮的原因
周期性蜕皮是昆虫及其它节肢动物的重要生理特性，只有不断克服外骨骼的限制，才能实现虫体的连续生长。
脱皮过程
皮层溶离
概念
昆虫在脱皮前，首先表现为不食不动，皮细胞与旧表皮之间出现离层的现象
皮层溶离过程的主要生理表现
皮细胞首先进行有丝分裂,变为排列紧密的圆拄状,基膜皱缩,顶膜出现微绒毛,并开始分泌脱皮液。
新表皮的沉积
概念
真皮细胞将新表皮成分分泌于真皮层之外、脱皮液和脱皮膜之下的过程
具体步骤
分泌表皮质层于脱皮液下方
分泌几丁质、蛋白质等混合物沉积于表皮质层下方， 形成原表皮
分泌多元酚和氢醌类化合物及相应的酶类到表皮质层上方，形成多元酚层
行将脱皮前，分泌蜡质于多元酚层或角质精层上方，形成蜡层
脱皮时或脱皮后，由皮细胞腺分泌脂类、蜡质及蛋白质等到蜡层上方，形成护蜡层
脱皮和虫体长大
脱皮过程
在新表皮形成的同时，旧内表皮被脱皮液消化并由真皮细胞吸收，最后仅剩下旧上表皮和外表皮，有时还剩下内表皮的几个片层，这些层次与脱皮膜作为蜕一同脱去。
昆虫脱皮时，通常吸入大量气体或水分，或借腹部收缩，以增加头部的压力，使蜕裂线首先裂开。
虫体长大
刚脱皮的虫体由于外表皮尚未形成，色浅而柔软，具有一定的延展性，虫体可通过吸入空气增加血液压力，使体壁展开，体积也随之迅速增大
表皮的鞣化和暗化
鞣化作用
概念
指醌类物质同原表皮中的蛋白质分子发生交联，形成鞣化蛋白，使表皮变硬的过程
途径
醌鞣化
β-骨化
暗化作用
概念
表皮中醌类物质聚合成醌多聚物（真黑素），使虫体颜色加深的过程
途径
表皮中黑色素的生成
脱皮的激素调控
脱皮方式的决定
JH > MH 为生长脱皮
MH > JH 为变态脱皮
启动鞣化和暗化作用
MH —活化酶基因—活化酶—多酚氧化酶原—多酚氧化酶
体壁构造与化学防治的关系
触杀性杀虫剂必须接触虫体并能透过体壁，才能到达靶标部位，进而产生杀虫效力
体壁构造与化学防治的关系
体表的结构
体表的微毛、小刺、鳞片等不易黏附药剂；体壁的蜡层药剂不易通过
种类和龄期
体壁坚硬和蜡层厚的昆虫，药剂不易穿透；幼龄比老龄体壁薄，抗药力较差
虫体的部位
口器、触角、跗节、毛窝、节间膜和气孔等，是药剂进入的虫体的薄弱环节
昆虫的内部结构
体腔和血窦
体腔
昆虫的体腔是由体壁包围形成的内部空间，体腔内充满了流动着的血淋巴，各种内脏器官完全浸浴在血淋巴中。
昆虫的体腔相当于高等动物的体腔和血腔，其血淋巴也就相当于高等动物的体液和血液。
血窦
绝大多数昆虫的体腔由背膈和腹膈两层隔膜分成3个血窦
背血窦
围脏窦
腹血窦
如直翅目、蜻蜓目、脉翅目、膜翅目、鳞翅目、双翅目等
有少数昆虫的体腔仅由一层背膈分成两个血窦
背血窦
围脏窦
内脏器官的位置
昆虫的主要内脏器官
消化系统
包括消化道（位于体腔中央的纵管）、唾腺等
排泄系统
包括马氏管（依附于消化系统）等
循环系统
包括背血管（位于背血窦内的纵管）、血淋巴
呼吸系统
包括气门、气管和微气管
肌肉系统
包括体壁肌、内脏肌
神经系统
主要包括脑、腹神经索
生殖系统
主要包括性腺、生殖管
内脏器官的相对位置
记下模式图，会画出，并记下每一个气管的相对位置
昆虫内部结构的特点
昆虫体内没有高等动物那样的骨骼
昆虫主要器官的位置
循环系统（背血管、血淋巴）
神经系统（腹神经索）
昆虫循环系统没有高等动物那样的密闭的管网系统
昆虫的体腔即为血腔，血液循环为开放式循环
昆虫的呼吸（供O2和排除CO2）均由气管系统完成