第八章 昆虫肌肉生理
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物理色是由于昆虫体壁上有极薄的蜡层、刻点、沟缝或鳞片等细微结构,使光波发生散射、衍射或干射而产生的各种颜色合成色:这是一种普遍具有的色彩,它是由色素色和物理色混合而成表皮是昆虫与环境之间的一个通透性屏障,外源性化学物质在一定条件下可以穿透体壁体腔:体壁与消化道之间的空隙血腔:由于昆虫的背血管是开放式的,血液在循环过程中要流经体腔,再回到心脏,所以昆虫的体腔又叫做血腔血窦:昆虫的血腔由肌纤维和结缔组织构成的膈膜在纵向分隔成两三个小血腔,称为血窦消化系统:纵贯于中央(即围脏窦)的一根管道即消化道,它的前端开口于头部的口前腔,后端开口称肛门循环系统:在消化道的背面,有一根前端开口的细管,称背血管,它是推动血液循环的主要器官神经系统:在消化道的腹面,有纵贯于腹血窦的腹神经索,它与脑组成昆虫的中枢神经系统呼吸系统:用以呼吸的气管系统以主气管和支气管网分布在围脏窦内消化道的两侧、背面和腹面的内脏器官之间,再以微气管伸入各器官和组织中肌肉系统:肌肉系统则附着于体壁内脊、低膜下面、附肢和翅基关节以及内脏器官的表面,使昆虫表现出各种行为内分泌系统:主要的内分泌腺体,如心侧体、咽侧体和前胸腺等,位于头部、前胸内咽喉及气门气管附近激素是由内分泌器官分泌、在昆虫体内起调控作用的微量化学物质。
排泄循环: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;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昆虫生理学:是研究昆虫体内各组织、器官、系统的结构、机能及其调节机制,控制昆虫生命活动与行为的一门科学色素色:又称化学色。
是由于虫体一定部位有某些化合物的存在而造成的,这些物质吸收某种长光波,而反射其它光波形成。
消化系数:食物经消化作用后,可消化吸收的部分与消耗食物的比值,称为消化系数肠外消化: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,在吸回肠内的过程,称为肠外消化。
昆虫生理生化学讲稿绪论1、昆虫生理生化学实际上是昆虫纲的生理学与生化学,但昆虫种类如此之多,进化程度和生活方式又各不相同。
因此昆虫生理生化学都是比较生理生化学。
并且许多最基本的原理都是用典型的模式来说明,例如:体壁和脂肪体的功能,变态和脱皮的的生理机制,血液的开放式循环和免疫机制,激素的种类和它们的调控作用(吸血蝽和天蚕蛾)等,这样,就构成了众多的经典模式。
因此,当今的昆虫生理生化学,也就是10多种模式昆虫为主的生理学和生化学。
2、传统的昆虫生理和生化学基础主要是英国昆虫学家Wigglesworth创立的,他从20年代起,以吸血蝽为材料研究昆虫生理学,1934年出版了世界上第一部《昆虫生理学》,经历50年,该书陆续出到了第八版,他用经典的方法和开创性的研究工作为现代昆虫生理学理论奠定了基础。
3、从昆虫学家们对昆虫内激素的研究和认识的不断深入,特别是在二次大战以后,德国昆虫学家分离和提取了蜕皮激素以来,昆虫生理学进入到了一个迅猛发展的阶段。
激素化学结构的确定,为昆虫生理学向分子水平迈进奠定了基础。
在我国,昆虫生理及生化学的研究,已有近60年的历史。
如在天敌的人工饲料、赤眼蜂的人工卵、害虫的激素防治、蚕繁育与饲养和昆虫的信息联系等方面的研究均取得了长足的进步,并在害虫防治、家蚕饲养和天敌利用等方面得到了应用。
4、物理学、信息论和遗传学等学科的发展同时也大大地促进了昆虫生理和生化学的发展。
如电子显微镜的应用就使昆虫的组织结构研究发展到了细胞和亚细胞水平;智能科学的发展为我们阐明昆虫的神经生理和行为动作提供了线索。
5、几个基本概念(1)、组织:多细胞动物是由不同形状和不同机能的组织构成的。
是由一些形态类似、机能相同的细胞群构成的,每种组织各完成一定的机能。
例如:血液即由各种血细胞和血浆组成。
(2)、器官:就是由几种不同类型的组织联合形成的、具有一定的形态特征和一定生理机能的结构。
各个组织均有机地结合在一起。
第四篇昆虫的内部解剖和生理第一章内部器官及生理系统的位置第二章体壁及其生理第三章消化系统及其生理第四章循环系统及其生理第五章呼吸系统及生理第六章排泄器官及其机制第七章昆虫的肌肉及其生理第八章神经系统及其生理第九章感觉器官和行为第十章内分泌系统及其生理第十一章生殖系统及其生理研究昆虫内部器官的基本结构,组织,机能及它所在生命活动中的作用。
找到“同源”关系,万变不离其宗第一章昆虫内部器官及生理系统的位置昆虫为开管式循环系统(体腔即血腔),内部器官浸浴其中。
一.血腔(血窦和膈膜)血窦——昆虫的血腔由肌纤维和结缔组织构成的膈膜在纵向分隔成两个或三个小血腔,称为血窦。
二.内部器官和生理系统的位置1.个体生命器官(1)消化道纵贯血腔中央(前端开口头部口前腔,后端开口肛门)。
(2)马氏管——中肠与后肠交界处,专司排泄的细长管道。
(3)背血管——纵贯背血窦中的一根前端开口的细管。
(4)腹神经索——纵贯腹血窦中的一条神经索,昆虫的中枢神经系统。
(5)气管系统——围脏窦内消化道两侧,背面,腹面的内脏器官间。
(6)肌肉系统——附着于体壁内脊,底膜下,附肢,翅基关节,内脏器官表面等。
(7)内分泌脉体——心侧体,咽侧体,前胸腺,位于头部和前胸内咽喉及气门气管附近。
(8)脂肪体——背血窦与围脏窦中。
背血管2.种繁殖器官背血窦卵巢,丸等构成的生殖系统。
背膈*昆虫生理系统与脊椎动物的不同之处:围赃窦(1)昆虫的背血管位于消化道背面。
脂肪体(2)血液经体腔循环,是开管系统。
腹膈(3)昆虫的中枢神经系统的腹神经索位于腹神经索消化道的腹面。
腹血窦(4)昆虫的体壁肌肉着生于外骨胳及其内脊的内面。
图3-1 昆虫腹部横切面第二章昆虫体壁的生理和脱皮机制体壁由胚胎的外胚层一部分未分化的细胞形成的皮细胞层及其分泌物(表皮)组成。
第一节体壁的结构(前已述,略!)第二节昆虫的脱皮过程一、脱皮现象硬化的体壁(外表皮),无延展性,体躯的生长,发育须在脱皮的过程中进行。
昆虫的内部结构及生理昆虫是地球上数量最多、种类繁多的动物之一,其内部结构和生理对于了解昆虫的适应能力和生活习性具有重要意义。
下面将从三个方面介绍昆虫的内部结构及生理:外骨骼结构、器官系统和生命循环。
外骨骼结构是昆虫的独特特点之一、昆虫的外骨骼是由几层坚硬的外膜组成的,它提供了昆虫身体的支撑和保护。
外骨骼结构使得昆虫具有很高的机械强度和抗压能力。
同时,外骨骼还起到了保持昆虫体形稳定、维持内部器官位置的作用。
但是,外骨骼的僵硬性也限制了昆虫的身体运动能力。
为了解决这个问题,昆虫的外骨骼上还有许多大小不一的关节,这些关节可以自由弯曲,使得昆虫可以进行各种复杂的动作。
与外骨骼结构相对应的是昆虫的器官系统。
昆虫的器官系统包括消化系统、呼吸系统、循环系统和神经系统等。
消化系统是昆虫体内负责将食物转化为能量和营养物质的关键系统。
昆虫的消化系统包括口器、唾液腺、食管、胃和肠等。
另外,昆虫的消化系统中还存在一些特殊的器官,比如食物储存器官和分泌物储存器官。
这些特殊器官的存在使得昆虫能够在特殊环境下存储和利用食物。
昆虫的呼吸系统与哺乳动物和鸟类有很大的区别。
昆虫的呼吸系统是通过气管来实现的,气管直接与昆虫体内的组织相连,通过气管分支将氧气输送到各个组织细胞。
在昆虫呼吸中,空气在气管中通过扩散来进行气体交换。
这种呼吸方式使得昆虫能够迅速获得氧气,满足其高代谢需求。
另外,昆虫的呼吸系统也存在一些特殊的适应机制,比如昆虫可以通过控制气体交换和气管的开关来调节呼吸速率。
昆虫的循环系统主要负责输送氧气和营养物质到各个细胞,并从细胞中收集二氧化碳和其他废物。
循环系统由心脏、血管和血液组成。
昆虫的心脏是一个管状结构,可以通过压力推动血液在血管中流动。
此外,昆虫的血液也具有一些特殊的功能,比如能够抗菌和凝结。
最后,昆虫的生命循环也是其独特的生理特点之一、大部分昆虫经历完全变态的生命周期,包括卵、幼虫、蛹和成虫四个阶段。
这种生命周期使得昆虫可以在不同的生境中生存和繁殖。
第八章排泄系统排泄是指动物有机休把新陈代谢的终产物和机体不需要或对机体有害的物质排出体外的过程。
在牛理学上,只把物质经血液循坏、并由排泄器官排出体外的过程,称排泄系统。
蚕休内的代谢终产物常积聚于血液,具屮:(1)多余的水分可经多种渠道排出体外。
(2)二氧化碳可经体壁和呼吸系统排出体外。
(3)过剩的M可由丝腺吸收合成丝物质由吐丝排出。
(4)蛋白质及其它含氮化合物的代谢终产物的排泄及水分及盐类的平衡调节,均由专司排泄的马氏管实行。
桑蚕的排泄器官最早在1669年由意人利昆虫学家“马克毕基氏”发现,故以后命名马氏管。
由于马氏管的牛理机能相当于高等动物的肾脏,故马氏管乂称泌丿求管或肾脏管。
一、马氏管的位置、形态、构造。
(一)幼虫马氏管:幼虫马氏管是淡黄色弯川1的细长管,位于消化管后部的两侧。
根据具形态、功能和排泄物移动的方向,马氏管可依次分为隐肾管、前行管、后行管、膀胱四部分:1 .隐肾管:指插入直肠内壁内的部分。
马氏管插入直肠壁内以后变粗而管壁很薄,并分出许多囊状枝,有些管相互愈合,分布在直肠壁的单薄膜和复薄膜Z间,称外列管。
外列管到了直肠的后端屈转,进入复薄膜与肠壁细胞Z间,又形成一层蜿蜒屈曲的内列管,最后以盲管终了。
隐肾管的这种构造,对调节休内水分及盐类代谢平衡极为有利。
(注:马氏管主要分布于直肠的肌肉和细胞层之间)2.前行管:乂称“上行管”或“端管”、“端部”。
从直肠出來的7'、-条马氏管分成两组,先在结肠两侧作若干屈llll,再沿小肠、屮肠肠壁平行(并列)前行,各侧中央的一条在消化管侧面,其它两条一条在背面,-•条在腹面。
具屮,背面管前行至笫4腹节前端,侧面管前行至笫3腹节屮后部,腹面管前行至第三腹节前端。
此后分别向后折回。
3•后行管:又称“下行管”,或“基管”、“基部”。
前行管向后折回的部分,称“后行管”或“基管”。
当后行管到达中肠后端时,廿而和侧而的先行合并成一条,此后再与腹而的一条并为一条较粗的共同管。
1、昆虫血淋巴中氨基酸含量明显高于高等动物,这有什么重要生理学意义。
答:氨基酸是构成生物体蛋白质并本单位,调节渗透压,与生物的生命活动有着密切的关系。
它具有以下作用:1、蛋白质在机体内的消化和吸收是通过氨基酸来完成的;2、起氮同生命活动有关的最基本的物质,是在生物体内构成蛋白质分子的基平衡作用;3、可以转变为糖或脂肪;4、参与构成酶、激素、部分维生素。
昆虫血淋巴中氨基酸含量明显高于高等动物,是因为其重要的功能决定的。
除了以上介绍的一般功能外,在昆虫体内,氨基酸还有如下作用:(1)血淋巴pH值和渗透压的缓冲调节;(2)氨基糖类(几丁质)的合成;(3)表皮的鞣化和骨化作用;(4)飞行时的脂肪降解,用作补充燃料;(5)色素的合成(眼色素);(6)某些氨基酸与特殊生理过程有关;(7)神经--肌肉的递质;(8)氮素排泄作用。
综上所述:这些过程都要通过存在于血淋巴中的氨基酸来支持。
因为只有存在于血淋巴中,氨基酸才能最快的被运送到需要的部位,参与相应的生理反应。
2、钠在动物生理过程中重要性如何?答:1、从细胞分裂开始,钠就参与细胞的生理过程,氯化钠是动物体内最基本的电解质。
2、钠有维持血压的功能。
3、体内水量的恒定主要靠钠的调节,钠多则水量增加,钠少则水量减少,所以摄人过多的食盐,易发生水肿;过少则易引起脱水。
4、钠对肌肉运动、心血管功能及能量代谢都有影响。
5、糖的利用和氧的利用必需有钠的参加。
6、钠在肾脏被重吸收后,与氢离子交换,清除体内的二氧化碳,保持体液的酸碱度恒定。
7、血液中主要的缓冲剂是碳酸氢钠和碳酸这一对缓冲剂。
8、钠是胰汁、胆汁、汗和泪水的组成成分。
如果缺钠,引发低钠血症,导致倦怠、淡漠、无神、起立时易昏倒,严重时恶心、呕吐、血压急剧下降。
钠过多也会引起局钠血症,使中枢神经受到明显影响,导致易激动,烦躁不安,嗜睡,肌张力增高,抽搐,惊厥,甚至昏迷。
9、Na离子通道,神经电位传导10、调节血淋巴pH值和渗透压11、细膜内外Na+和K+的浓度差,是细胞具有兴奋性的基础,膜外高Na+状态,为许多代谢反应正常进行提供必需条件。
一、实验目的1. 了解蝗虫腿部肌肉的结构和功能;2. 掌握使用显微镜观察肌肉组织的方法;3. 分析蝗虫腿部肌肉的生理特性。
二、实验材料1. 蝗虫(幼虫或成虫);2. 显微镜;3. 切片机;4. 染色剂;5. 实验记录表。
三、实验步骤1. 准备工作(1)取一只蝗虫,用解剖刀从腹部切开,取出腿部肌肉;(2)将腿部肌肉放入生理盐水中浸泡,保持肌肉活性;(3)将浸泡好的肌肉用剪刀剪成适当大小的块状。
2. 肌肉切片(1)将肌肉块固定在切片机上;(2)调整切片机参数,进行切片;(3)将切片放入装有生理盐水的培养皿中,防止切片干燥。
3. 肌肉染色(1)将切片用染色剂染色,染色时间根据染色剂说明进行;(2)用蒸馏水冲洗切片,去除多余的染色剂;(3)将染色后的切片放入显微镜观察。
4. 显微镜观察(1)调整显微镜的焦距,使切片清晰可见;(2)观察肌肉切片的结构,记录观察结果;(3)分析蝗虫腿部肌肉的生理特性。
5. 实验记录(1)记录实验过程中观察到的肌肉结构特点;(2)记录实验过程中使用的仪器和材料;(3)记录实验过程中遇到的问题及解决方案。
四、实验结果与分析1. 肌肉切片观察结果(1)肌肉纤维:蝗虫腿部肌肉主要由肌肉纤维组成,纤维呈长条状,相互交织;(2)肌纤维束:肌肉纤维聚集成束,肌纤维束之间有结缔组织分隔;(3)肌腱:肌纤维束的末端连接肌腱,肌腱将肌肉与骨骼相连。
2. 肌肉生理特性分析(1)肌肉收缩:蝗虫腿部肌肉具有收缩功能,可通过神经调节实现;(2)肌肉能量供应:蝗虫腿部肌肉在运动过程中需要能量,能量主要来源于肌肉内的线粒体;(3)肌肉疲劳:长时间运动后,蝗虫腿部肌肉会出现疲劳现象,导致运动能力下降。
五、实验结论通过本次实验,我们成功观察了蝗虫腿部肌肉的结构和功能,了解了肌肉组织的基本特性。
蝗虫腿部肌肉主要由肌肉纤维、肌纤维束和肌腱组成,具有收缩、能量供应和疲劳等生理特性。
本次实验为研究昆虫肌肉生理提供了实验依据。