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1、昆虫的呼吸系统你现在浏览的是第一页，共25页一、气管一、气管(trachea)的组织的组织 气管由外胚层内陷而成气管由外胚层内陷而成组织结构组织结构底膜底膜(basement membrane)管壁细胞层管壁细胞层(epithelium)内膜内膜(intima)第一节第一节 气管系统气管系统气管系统气管系统气门气门气管、支气管、微气管气管、支气管、微气管气囊气囊你现在浏览的是第二页，共25页 螺旋丝（螺旋丝（taenidium）：）：内膜局部加厚，可增强气管内膜局部加厚，可增强气管的强度、弹性，利于气体交换。的强度、弹性，利于气体交换。你现在浏览的是第三页，共25页二、气管的分布和排列二、气管
2、的分布和排列气门（气门（spiracle）气门气管气门气管(spiracular trachea)背气管背气管(dorsal trachea)腹气管腹气管(ventral trachea)内脏气管内脏气管(visceral trachea)侧纵干（侧纵干（lateral longitudinal trunk）背纵干（背纵干（dorsal longitudinal trunk）腹纵干（腹纵干（ventral longitudinal trunk）内脏纵干（内脏纵干（visceral longitudinal trunk）背气管连锁（背气管连锁（dorsal tracheal commissure
3、）腹气管连锁（腹气管连锁（ventral tracheal commissure）你现在浏览的是第四页，共25页昆虫气管分布模式图昆虫气管分布模式图体躯侧面透射，示气管干体躯侧面透射，示气管干你现在浏览的是第五页，共25页三、微气管三、微气管(tracheole)当昆虫的气管分枝当昆虫的气管分枝到直径为到直径为2-52-5m m时，伸入时，伸入一个掌状的端细胞一个掌状的端细胞(end cell)，由端细胞再形成一，由端细胞再形成一组直径在组直径在1 1m m以下，末端以下，末端封闭的微管封闭的微管微气管，伸微气管，伸入组织内或细胞间，向各入组织内或细胞间，向各组织直接输送氧气。组织直接输送氧气
4、。你现在浏览的是第六页，共25页 四、气囊四、气囊(air sac)气囊是气管的某些膨大成气囊是气管的某些膨大成囊状，可被压缩的部分囊状，可被压缩的部分 气囊易被血压或体躯的弯气囊易被血压或体躯的弯曲压缩或扩张曲压缩或扩张(无螺旋丝无螺旋丝)通风作用通风作用增加浮力增加浮力促进血液循环促进血液循环利于器官膨大或缩小利于器官膨大或缩小功能功能你现在浏览的是第七页，共25页五、气门五、气门(spiracle(spiracle或或stigma)stigma)及其开闭机制及其开闭机制(一）气门数目、分布形式一）气门数目、分布形式 1.1.多气门型多气门型:至少具有至少具有8 8对有效的气门对有效的气门
5、 全气门式（全气门式（holopneustic）：）：1010对有效气门对有效气门周气门式（周气门式（peripneusticperipneustic）9 9 对有效气门（家蚕）对有效气门（家蚕）你现在浏览的是第八页，共25页 半气门式（半气门式（hemipneustic）8 8对有效气门（蕈蚊幼虫）对有效气门（蕈蚊幼虫）你现在浏览的是第九页，共25页2.2.寡气门型：具寡气门型：具1212对有效对有效 气门气门 两端气门式两端气门式(amphipneustic(amphipneustic）2 2对有效气门（蝇蛆）对有效气门（蝇蛆）你现在浏览的是第十页，共25页后气门式（后气门式（metapn
6、eustic）：）：1 1对有效气门（孓孓）对有效气门（孓孓）你现在浏览的是第十一页，共25页前气门式（前气门式（propneustic）：）：1 1对有效气门（蚊蛹）对有效气门（蚊蛹）3.3.无气门型（无气门型（apneusticapneustic）：无有效的气门）：无有效的气门你现在浏览的是第十二页，共25页（二）（二）气门的结构气门的结构 最简单的气门仅是气管最简单的气门仅是气管在体壁上的一个开口，称气在体壁上的一个开口，称气管口管口(tracheal orifice)，它是体，它是体壁内陷形成气管后留下的原始壁内陷形成气管后留下的原始孔。孔。你现在浏览的是第十三页，共25页 气门腔气门
7、腔(atrium)气门腔口气门腔口(atrial orifice)围气门片围气门片(peritreme)你现在浏览的是第十四页，共25页（三）气门的开闭机构三）气门的开闭机构(closing apparatus)(1)(1)外闭式气门：外闭式气门：关闭气门腔口，如蝗虫关闭气门腔口，如蝗虫1 1对唇形瓣对唇形瓣垂叶垂叶闭肌闭肌你现在浏览的是第十五页，共25页(2)(2)内闭式气门：内闭式气门：在气门腔口，往往能见到被称为筛板的密生细毛的刷在气门腔口，往往能见到被称为筛板的密生细毛的刷状过滤结构状过滤结构(filter apparatus)。气门腺气门腺(spiracular gland)：气门腺
8、主要存在于水：气门腺主要存在于水栖昆虫中，用以在气门表面分泌一层疏水性的物质，便栖昆虫中，用以在气门表面分泌一层疏水性的物质，便于呼吸。于呼吸。你现在浏览的是第十六页，共25页内闭式气门：关闭气管口内闭式气门：关闭气管口开闭机构开闭机构a.闭弓闭弓(closing bow)b.b.闭带闭带(closing valve)c.c.闭肌闭肌(occlusor muscle)d.d.开肌开肌(dilator muscle)。你现在浏览的是第十七页，共25页你现在浏览的是第十八页，共25页 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气体扩散气体扩散浓度梯度浓度梯度气流压力梯度气流压力
9、梯度一、气体的扩散一、气体的扩散 体躯较小或行动缓慢的昆虫，单靠气体的扩散作用体躯较小或行动缓慢的昆虫，单靠气体的扩散作用就能够满足呼吸的需要。就能够满足呼吸的需要。通风通风扩散扩散气体在气管里的传送气体在气管里的传送你现在浏览的是第十九页，共25页二、通风作用二、通风作用 行动活泼和飞行的昆虫，除气体扩散作用外，还需行动活泼和飞行的昆虫，除气体扩散作用外，还需要有通风作用来保证氧的迅速供应，并尽快地排除体内要有通风作用来保证氧的迅速供应，并尽快地排除体内产生的二氧化碳。产生的二氧化碳。你现在浏览的是第二十页，共25页 为了有效地进行通风作用，气管系统产生了两种适为了有效地进行通风作用，气管系
10、统产生了两种适应结构：应结构：（1 1）气管本身具有伸缩性）气管本身具有伸缩性 （2 2）气囊可被血压或体躯弯曲等压缩，表现出）气囊可被血压或体躯弯曲等压缩，表现出风箱作用。风箱作用。昆虫体躯的收缩运动是产生通风作用的主要原因，昆虫体躯的收缩运动是产生通风作用的主要原因，这种体躯的收缩运动也可称为呼吸运动。这种体躯的收缩运动也可称为呼吸运动。你现在浏览的是第二十一页，共25页a.a.仅背板运动：鞘、半翅目仅背板运动：鞘、半翅目b.b.背板和腹板同时运动：蝗虫背板和腹板同时运动：蝗虫c.c.左右和上下压缩同时进行：鳞、脉翅目左右和上下压缩同时进行：鳞、脉翅目d.d.沿腹部长轴伸缩：双翅目、蜜蜂沿
11、腹部长轴伸缩：双翅目、蜜蜂呼吸运动：呼吸运动：你现在浏览的是第二十二页，共25页二、微气管中的呼吸机制二、微气管中的呼吸机制 昆虫呼吸所需氧气，大都是通过微气管扩散进组织昆虫呼吸所需氧气，大都是通过微气管扩散进组织和细胞中去的。和细胞中去的。微气管空气扩散管外微气管空气扩散管外进行气体交换进行气体交换组织活动组织活动产生代谢物产生代谢物组织液的渗透压升高组织液的渗透压升高微气管末端的液体进入组织微气管末端的液体进入组织组织停止活动组织停止活动代谢产物氧化代谢产物氧化组织液的渗透压下降组织液的渗透压下降微气管末端重新充满液体微气管末端重新充满液体你现在浏览的是第二十三页，共25页 COCO2 2
12、排出速度是氧气吸入速度的排出速度是氧气吸入速度的3535倍（原因：倍（原因：大气中大气中COCO2 2分压低）。分压低）。COCO2 2排出（扩散）排出（扩散）体壁体壁气管系统气管系统气管中气流方向气管中气流方向蝗蝗 虫：前虫：前竹节虫：后竹节虫：后前前4 4对进气对进气后后6 6对排对排气气胸部气门排气胸部气门排气腹部气门吸气腹部气门吸气后后前前你现在浏览的是第二十四页，共25页三、气门开闭的调控三、气门开闭的调控 为了减少水分的蒸发，昆虫在正常呼吸过程中为了减少水分的蒸发，昆虫在正常呼吸过程中总是尽量减少气门开启。总是尽量减少气门开启。二氧化碳：间歇式暴发释放二氧化碳：间歇式暴发释放蝗虫：蝗虫：COCO2 2浓度达浓度达6.5%6.5%时，气门开启。时，气门开启。天蚕蛾蛹：天蚕蛾蛹：每每7h7h排一次排一次COCO2 2,57.4ul/g ,57.4ul/g，(间隔期间隔期 2.6ul/g.h）氧气：达一定浓度时气门关闭氧气：达一定浓度时气门关闭 如蝗虫：氧气含量达如蝗虫：氧气含量达18%18%时，气门关闭时，气门关闭你现在浏览的是第二十五页，共25页