第一章：昆虫体壁生理.ppt

第二章昆虫体壁生理讲授内容包括：体壁的结构及各部分的生理功能；体壁的化学成分；昆虫的蜕皮过程及其调节机制；体壁的通透性及其与杀虫剂渗透的关系。昆虫生理学是利用几种模式昆虫对其生理学机制进行研究，而得出一般的，具共性的生理机制。而由于昆虫种类和数量的庞大，而生理学家又没有从多样性的角度进行研究。因此将来的研究或许会推翻一些假说或者理论，也许还有新的生理学机制被发现。体壁在进化上的意义史前巨大蜻蜓一、体壁的基本功能保护性屏障；外骨骼,是决定虫体体型的唯一因素；营养物质的贮存库；可特化为各种器官和腺体；特化为前、后肠；特化为气管；特化为生殖系统的一部分；特化为部分腺体：臭腺、毒腺、蜡腺等。色彩和斑纹的载体；决定种的特征。二体壁的结构与功能9体壁的主要结构与功能概述内表皮——位于皮细胞层上方，几丁质－蛋白质组成未发生交联，连续分泌（日间层/夜层），可作为虫龄鉴别的依据。蜕皮时可被降解，在虫体柔软和柔性区域该层次发育完好，但不存在外表皮。孔道——从皮细胞层延伸到上表皮，与脂类物质分泌有关。皮细胞层——体壁结构中唯一的活的层次，与表皮产生有关，皮细胞可特化为皮腺、感受器和绛色细胞。（一）真皮细胞起源：外胚层皮细胞层是表皮下面的单层多角形细胞，细胞间分界明显，也可能形成合胞体。分布：虫体外围，部分特化为前肠、后肠、气管或生殖道的管壁细胞。部分特化为腺细胞、毛原细胞和膜原细胞。功能（1）分泌；（2）消化；（3）修补伤口；（4）特化为感觉器和腺体。昆虫以及其他节肢动物的代谢界限是以外表皮的内缘为界，而脊椎动物则以皮细胞层为界。皮细胞的形状和内容物随着细胞的活动而发生很大变化。因此说皮细胞具有周期性分解和合成表皮的能力。蜕皮间期，细胞呈多角形；蜕皮期间，基膜内褶，变形，可增大从血液中吸收化合物的面积；侧膜出现间隔桥粒，可减少细胞间相互作用；顶膜呈微绒毛状时，可分泌新表皮。顶膜成叶片状可分泌蜡质。15皮细胞增长存在两种形式：体积的增大和细胞数目的增多。皮细胞都具有腺细胞的作用，不仅产生表皮层，还能分泌蜕皮液，用于溶解和消化内表皮，吸收消化产物，修补损伤，决定虫体的表面形态等。一些皮细胞可特化为各种皮细胞腺，分泌信息素；另一些皮细胞则特化为毒腺、蜡腺、臭腺、围气门腺等。（二）表皮(cuticle)表皮包括上表皮和原表皮。原表皮包括外表皮和内表皮。外表皮——经鞣化和暗化的原表皮；内表皮——未经鞣化和暗化的原表皮。表皮层的厚度在1微米的几分之一到数十微米之间。上表皮最薄，内表皮最厚；虫龄大的幼虫的表皮层比幼龄的厚；同一虫体的不同部位，表皮厚度存在差异。棉铃虫雌成虫表皮的超微形态下图和右图是家蝇幼虫的横切面，真皮细胞层和上表皮和表皮的其他层次，主要是内表皮。还有血细胞和脂肪体细胞1.上表皮(Epicuticle)上表皮是表皮的最外层，上表皮是表皮层中最外的一层，也是最薄的一层；也是分层最多的一层。组成：脂蛋白组成，不含几丁质；厚度：一般在1微米以下，最厚不超过4微米分层：粘胶层（护蜡层）、蜡层、表皮质层（角质精层）和多元酚层。1）粘胶层（CementLayer）位于上表皮的最外层，是真皮细胞腺分泌。来源：由皮细胞在蜕皮时或蜕皮后分泌；化学组成：蜡质、类脂、鞣化蛋白质；其功能包括：保护蜡层，储存类脂，修补表面损伤，防止水分蒸散。注意：体型大、生活在潮湿环境的昆虫，护蜡层是亲水的。2）蜡层（WaxLayer）位置：位于护蜡层下方厚度：0.2～0.3微米来源：皮细胞化学组成：长链烃类、固醇、脂肪酸（25～31C）蜡的合成在蜡道内进行。蜡层一般分为三个层次：蜡霜层－脂类层－单层蜡分子层，具有很强的疏水性。适当温度或有机溶剂可扰乱蜡层的分子排列，造成虫体内大量水分蒸散。蜡层还可阻止外来物的侵入（如辛酸和己酸对真菌侵染有很强的抵抗力）。3）表皮质层（CuticleLayer）即角质精层，又称为外上表皮层。表皮质层是皮细胞最先分泌形成的一层，广泛存在。来源：绛色细胞。化学成分：被醌鞣化的脂蛋白，性质稳定。功能Ⅰ表皮通透性的屏障；Ⅱ决定虫体体表模式如刻纹、微刺、刚毛、鳞片等；Ⅲ限制虫体的生长；Ⅳ决定虫体表面的化学性质。4）多元酚层（PolyphenolLayer）又称为内上表皮层，多元酚层不是所有昆虫都具有。来源：皮细胞厚度：0.5-2.0μm。化学成分：鞣化的脂蛋白与多元酚的复合体，主要有多酚氧化酶。功能：修复伤口。2.原表皮（Procuticle）原表皮主要是由几丁质与蛋白质的复合体组成。原表皮包括外表皮（exocuticle）和内表皮(endocuticle)外表皮是体壁中最硬的一层，是经过鞣化和暗化的原表皮，对蜕皮液、矿物质酸具有强抵抗力。内表皮是体壁中最厚的一层，是没有经过鞣化和暗化的原表皮；内表皮可以形成许多片层，似树的年轮，在有翅亚纲昆虫明显。1）外表皮外表