1、指利用吸入的氧气,氧化分解体内的能源物质,产生高能化合物ATP,是一个化学过程。,第十四章 昆虫的呼吸系统(respiratory system),一、气管(trachea)的组织 气管由外胚层内陷而成,第一节 气管系统,螺旋丝(taenidium):内膜局部加厚,可增强气管的强度、弹性,利于气体交换。,二、气管的分布和排列,气门(spiracle)气门气管(spiracular trachea)背气管(dorsal trachea)腹气管(ventral trachea)内脏气管(visceral trachea)侧纵干(lateral longitudinal trunk)背纵干(dors
2、al longitudinal trunk)腹纵干(ventral longitudinal trunk)内脏纵干(visceral longitudinal trunk)背气管连锁(dorsal tracheal commissure)腹气管连锁(ventral tracheal commissure),昆虫气管分布模式图体躯侧面透射,示气管干,三、微气管(tracheole)当昆虫的气管分枝到直径为2-5m时,伸入一个掌状的端细胞(end cell),由端细胞再形成一组直径在1m以下,末端封闭的微管微气管,伸入组织内或细胞间,向各组织直接输送氧气。,四、气囊(air sac)气囊是气管的某
3、些膨大成囊状,可被压缩的部分 气囊易被血压或体躯的弯曲压缩或扩张(无螺旋丝),五、气门(spiracle或stigma)及其开闭机制(一)气门数目、分布形式 1.多气门型:至少具有8对有效的气门 全气门式(holopneustic):10对有效气门,周气门式(peripneustic)9 对有效气门(家蚕),半气门式(hemipneustic)8对有效气门(蕈蚊幼虫),2.寡气门型:具12对有效 气门 两端气门式(amphipneustic)2对有效气门(蝇蛆),后气门式(metapneustic):1对有效气门(孓孓),前气门式(propneustic):1对有效气门(蚊蛹),3.无气门型(
4、apneustic):无有效的气门,(二)气门的结构 最简单的气门仅是气管在体壁上的一个开口,称气管口(tracheal orifice),它是体壁内陷形成气管后留下的原始孔。,气门腔(atrium)气门腔口(atrial orifice)围气门片(peritreme),(三)气门的开闭机构(closing apparatus)(1)外闭式气门:关闭气门腔口,如蝗虫,(2)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状过滤结构(filter apparatus)。气门腺(spiracular gland):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,便于呼吸。
5、,内闭式气门:关闭气管口开闭机构,a.闭弓(closing bow)b.闭带(closing valve)c.闭肌(occlusor muscle)d.开肌(dilator muscle)。,第三节 气管系统的呼吸机制和控制,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就能够满足呼吸的需要。,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。,为了有效地进行通风作用,气管系统产生了两种适应结构:(1)气管本身具有伸缩性(2)气囊可被血压或体躯弯曲等压缩,表现出风箱作用。昆虫体躯的收缩运动是产生通风作用的主要原因,这种体躯的收缩运动也可称为呼吸运动。,a.仅背板运动:鞘、半翅目b.背板和腹板同时运动:蝗虫c.左右和上下压缩同时进行:鳞、脉翅目d.沿腹部长轴伸缩:双翅目、蜜蜂,呼吸运动:,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和细胞中去的。,CO2排出速度是氧气吸入速度的35倍(原因:大气中CO2分压低)。,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总是尽量减少气门开启。二氧化碳:间歇式暴发释放,氧气:达一定浓度时气门关闭 如蝗虫:氧气含量达18%时,气门关闭,
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