消化道是一根自口到肛贯通体腔中央的管道,按其
功能和结构的不同可区分为前肠、中肠和后肠。
第二节 昆虫的消化与排泄系统
一 消化系统
(一)消化道
前肠和
后肠是由胚
胎期的外胚
层内陷所形
成,中肠则
来自内胚层。
包括口前腔、咽喉、食
道、嗉囔、前胃、贲门瓣
几部分。
组织结构由内向外:内
膜、肠壁细胞层、底膜、
纵肌、环肌、围膜。
1.前肠 Foregut
中肠是昆虫的胃, 分泌消化酶, 是消化食物和吸收营
养的场所 。 组织结构由内向外:围食膜, 细胞层, 底膜,
环肌和纵肌, 围膜 。
部分昆虫中肠的肠壁向外突出形成胃盲囊, 其位置和
数目常不等, 用以增加中肠的分泌和吸收面积 。
2,中肠 Midghut
中肠肠壁细
胞类型:分泌和
吸收作用的柱型
细胞,分泌功能
的杯型细胞,再
生细胞 。
包括幽门瓣、小肠 (回肠 )、大肠(结肠),直肠和
肛门等部分;其解剖构造类似于前肠。
后肠前端外着生马氏管,内面常特化成幽门区域。
后肠的主要功能是排除食物残渣,从食物残渣中吸
收水分和无机盐类,以维持体内水分的平衡。
3.后肠 Hindgut
种类, 习性, 食性及食物来源不同, 消化道的结构也
有差异, 但其基本构造是一致的 。
吸食液体的昆虫, 中肠为三部分, 末段弯向前方与前
段相贴接, 包藏于由结缔组织形成特殊的 滤室 filtration
chamber中, 食物中的多余水分, 糖分和无用物质直接从
滤室送到后肠, 排出体外 (即蜜露 ) 。
4.消化道的变化
唾腺 salivary glands是成对的腺体。
包括上颚腺,下颚及下唇腺等。
大部分昆虫体内存在的腺体是多位于胸部的 1对下唇腺,
其合并管的开口在舌基部的唾窦中。
唾液能湿润食物、清洁口器;所含的消化酶帮助食物
消化;部分昆虫的唾腺则特化成了丝腺。
(二)唾腺
昆虫所摄取的食物,经过一系列机械的和各种酶的分
解,分解为简单的溶解状态的小分子后,才能被肠壁细胞
吸收利用。
(三)食物的消化环境及昆虫的营养
1,肠腔的理化环境
食物在肠腔被消化时依赖消化酶系, 维持酶系活性稳
定的 pH值, 及缓冲和氧化还原体系, 中肠液 pH值一般在
6?8的范围内 。 消化酶有淀粉酶, 麦芽酶, 脂肪酶, 蛋白
酶等, 消化酶类型与取食的食物是相适应的 。
胃毒剂对昆虫的杀伤力与中肠液的 pH值有相 。 碱性农
药对中肠液呈酸性的甲虫杀伤力大, 酸性农药对中肠液呈
碱性的蝶蛾幼虫杀伤力大 。
苏云金杆菌、杀螟杆菌、青虫菌使昆虫中毒原因,在
碱性中肠液里释放有毒蛋白质即伴胞晶体,引起中肠麻痹、
肠壁细胞破损、细菌侵入血腔、引起血液 pH值的变化;菌
体在血腔繁殖导致幼虫产生败血症、全身瘫痪而死。但苏
云金杆菌对中肠液 pH值为 6.3的蜜蜂是无毒的。
2,昆虫的营养
昆虫的基本营养:蛋白质、碳水化合物、维生素、水、
无机盐、特殊的微量物质。
种类及发育阶段不同,对营养要求差别较大。摄入食
物的营养质量影响昆虫的生长速度,营养不良或半饥饿状
态可幼虫期延长、增加脱皮次数。
比较食物间营养的差异,可使用消化系数、食物转化
率、或营养比率。
消化系数 =100[(取食物干重 —排泄物干重) /取食物干重 ] %
食物转化率 =100(虫体增加的干重 /消耗食物的干重) %
100[(可被消化的糖类 + 可被消化的脂肪 × 2.25)
可被消化的蛋白 ]%营养比率 =
马
桑
及
其
对
昆
虫
取
食
的
试
验
二、排泄系统
“排泄, 与经消化道末端的肛门排出食物残渣有本
质差别 。
排泄器官 excretory organ的功能是移除二氧化碳
和氮素代谢废物, 调节体液中水分和无机盐类的平衡,
保持血液具有相对稳定的渗透压和化学组成, 使各器
官能进行正常的生理活动 。
担任这一功能的器官总称为排泄系统, 包括体壁
及其特化结构, 气管系统, 马氏管, 脂肪体等, 其中
相当于高等动物肾的器官为马氏管 。
节肢动物具有与后肾管同源的由后肾管演变而来排泄
腺体,如甲壳纲的触角腺 =绿腺、蜘形纲的基节腺等。
该类腺体口封闭,排泄器官由腺体部和膀胱部组成,
氮代谢废物经渗透进入腺体部,再由膀胱部排出体外。昆
虫、蜘蛛等的排泄器官 =马氏管的结构与此相类似。
马氏管是着生与消化道
中、后肠交界外的管状结构。
直接浸浴在血液中,吸收尿
酸等含氮代谢废物,将其送
入后肠、经肛门排出体外。
(一)马氏管 malpighian tubules
粘虫的马氏管、和肾状小球
马氏管端段及基段的管壁细胞向内的突出的结构分
别为杆状(蜂窝边)、细丝状(刷状边)。
按照马氏管与直肠的结构其类型为:直翅目型、鞘
翅目型、半翅目型和鳞翅目型。
马氏管基部开口在中肠和后
肠交界处,端部封闭,游离在体
腔内的血液中,或与直肠结合形
成隐肾结构。
自内向外其横切面:管壁细
胞层、底膜、肌肉层、气管网层。
马氏管的主要功能,
吸收血液中的 N素代谢废物尿酸等并移至后肠随食
物残渣一起排出体外;调节血液中的离子平衡维持体液
的渗透压。
部分昆虫的马氏管可分泌丝、石灰质、泡沫及粘液。
弹尾目、双尾目昆虫,以似于其它节肢动物的, 下
唇肾, 代替了马氏管的功能。
1,体壁, 气管, 消化系统等器官的排泄作用
体壁通过扩散的方式排出体外的物质包括 CO2,多余
的 H2O,脱皮前未被吸收的外表皮及几丁质, 蜡质, 部分
氮素化合物及无机盐, 钙盐等;皮细胞腺向外分泌胶质,
丝, 蜡, 等实质上也是一种排泄 。
以呼吸方式排出体外的代谢废物为 CO2,多余的 H2O。
消化道壁排除的:钙盐、尿酸盐、等。
半翅目、同翅目昆虫的滤室,以蜜露的方式滤除消化
道中的多余物。
(二)其他排泄器官的排泄物
2,贮存排泄体
虫体内生理活动所产生的某些中间代谢物或代谢废
物, 不直接排出体外, 而是被隔离限制, 贮存于特定
的组织或细胞内, 这种排泄方式称为贮存排泄或堆积
排泄 storage excretory。 具有该功能的组织有脂肪体,
绛色细胞, 围心细胞等 。
① 在背膈, 翼肌, 心脏表面聚集成索状的围心细
胞, 能吸收血液中的胶体颗粒, 并将其转化为可被马
氏管吸收的物质;但也分泌调节心脏活动, 神经传导
作用的激素 。
② 气门附近、侧板下成团块状的绛色细胞,能移除
血液中的其它代谢废物、毒素,吸收血液中多余的中间
代谢产物、并进行转化,还可合成、分泌促进脂肪体当
中脂肪水解的酶类。
③ 脂肪体中
的营养细胞、含
菌细胞能进行解
毒代谢;尿盐细
胞能积聚尿酸,
将其暂时或永久
贮存在脂肪体内。
最新研究发现, 缺乏乙酰 CoA羧
化酶 2( ACC2) 可使脂肪细胞加速对
脂肪的代谢。
功能和结构的不同可区分为前肠、中肠和后肠。
第二节 昆虫的消化与排泄系统
一 消化系统
(一)消化道
前肠和
后肠是由胚
胎期的外胚
层内陷所形
成,中肠则
来自内胚层。
包括口前腔、咽喉、食
道、嗉囔、前胃、贲门瓣
几部分。
组织结构由内向外:内
膜、肠壁细胞层、底膜、
纵肌、环肌、围膜。
1.前肠 Foregut
中肠是昆虫的胃, 分泌消化酶, 是消化食物和吸收营
养的场所 。 组织结构由内向外:围食膜, 细胞层, 底膜,
环肌和纵肌, 围膜 。
部分昆虫中肠的肠壁向外突出形成胃盲囊, 其位置和
数目常不等, 用以增加中肠的分泌和吸收面积 。
2,中肠 Midghut
中肠肠壁细
胞类型:分泌和
吸收作用的柱型
细胞,分泌功能
的杯型细胞,再
生细胞 。
包括幽门瓣、小肠 (回肠 )、大肠(结肠),直肠和
肛门等部分;其解剖构造类似于前肠。
后肠前端外着生马氏管,内面常特化成幽门区域。
后肠的主要功能是排除食物残渣,从食物残渣中吸
收水分和无机盐类,以维持体内水分的平衡。
3.后肠 Hindgut
种类, 习性, 食性及食物来源不同, 消化道的结构也
有差异, 但其基本构造是一致的 。
吸食液体的昆虫, 中肠为三部分, 末段弯向前方与前
段相贴接, 包藏于由结缔组织形成特殊的 滤室 filtration
chamber中, 食物中的多余水分, 糖分和无用物质直接从
滤室送到后肠, 排出体外 (即蜜露 ) 。
4.消化道的变化
唾腺 salivary glands是成对的腺体。
包括上颚腺,下颚及下唇腺等。
大部分昆虫体内存在的腺体是多位于胸部的 1对下唇腺,
其合并管的开口在舌基部的唾窦中。
唾液能湿润食物、清洁口器;所含的消化酶帮助食物
消化;部分昆虫的唾腺则特化成了丝腺。
(二)唾腺
昆虫所摄取的食物,经过一系列机械的和各种酶的分
解,分解为简单的溶解状态的小分子后,才能被肠壁细胞
吸收利用。
(三)食物的消化环境及昆虫的营养
1,肠腔的理化环境
食物在肠腔被消化时依赖消化酶系, 维持酶系活性稳
定的 pH值, 及缓冲和氧化还原体系, 中肠液 pH值一般在
6?8的范围内 。 消化酶有淀粉酶, 麦芽酶, 脂肪酶, 蛋白
酶等, 消化酶类型与取食的食物是相适应的 。
胃毒剂对昆虫的杀伤力与中肠液的 pH值有相 。 碱性农
药对中肠液呈酸性的甲虫杀伤力大, 酸性农药对中肠液呈
碱性的蝶蛾幼虫杀伤力大 。
苏云金杆菌、杀螟杆菌、青虫菌使昆虫中毒原因,在
碱性中肠液里释放有毒蛋白质即伴胞晶体,引起中肠麻痹、
肠壁细胞破损、细菌侵入血腔、引起血液 pH值的变化;菌
体在血腔繁殖导致幼虫产生败血症、全身瘫痪而死。但苏
云金杆菌对中肠液 pH值为 6.3的蜜蜂是无毒的。
2,昆虫的营养
昆虫的基本营养:蛋白质、碳水化合物、维生素、水、
无机盐、特殊的微量物质。
种类及发育阶段不同,对营养要求差别较大。摄入食
物的营养质量影响昆虫的生长速度,营养不良或半饥饿状
态可幼虫期延长、增加脱皮次数。
比较食物间营养的差异,可使用消化系数、食物转化
率、或营养比率。
消化系数 =100[(取食物干重 —排泄物干重) /取食物干重 ] %
食物转化率 =100(虫体增加的干重 /消耗食物的干重) %
100[(可被消化的糖类 + 可被消化的脂肪 × 2.25)
可被消化的蛋白 ]%营养比率 =
马
桑
及
其
对
昆
虫
取
食
的
试
验
二、排泄系统
“排泄, 与经消化道末端的肛门排出食物残渣有本
质差别 。
排泄器官 excretory organ的功能是移除二氧化碳
和氮素代谢废物, 调节体液中水分和无机盐类的平衡,
保持血液具有相对稳定的渗透压和化学组成, 使各器
官能进行正常的生理活动 。
担任这一功能的器官总称为排泄系统, 包括体壁
及其特化结构, 气管系统, 马氏管, 脂肪体等, 其中
相当于高等动物肾的器官为马氏管 。
节肢动物具有与后肾管同源的由后肾管演变而来排泄
腺体,如甲壳纲的触角腺 =绿腺、蜘形纲的基节腺等。
该类腺体口封闭,排泄器官由腺体部和膀胱部组成,
氮代谢废物经渗透进入腺体部,再由膀胱部排出体外。昆
虫、蜘蛛等的排泄器官 =马氏管的结构与此相类似。
马氏管是着生与消化道
中、后肠交界外的管状结构。
直接浸浴在血液中,吸收尿
酸等含氮代谢废物,将其送
入后肠、经肛门排出体外。
(一)马氏管 malpighian tubules
粘虫的马氏管、和肾状小球
马氏管端段及基段的管壁细胞向内的突出的结构分
别为杆状(蜂窝边)、细丝状(刷状边)。
按照马氏管与直肠的结构其类型为:直翅目型、鞘
翅目型、半翅目型和鳞翅目型。
马氏管基部开口在中肠和后
肠交界处,端部封闭,游离在体
腔内的血液中,或与直肠结合形
成隐肾结构。
自内向外其横切面:管壁细
胞层、底膜、肌肉层、气管网层。
马氏管的主要功能,
吸收血液中的 N素代谢废物尿酸等并移至后肠随食
物残渣一起排出体外;调节血液中的离子平衡维持体液
的渗透压。
部分昆虫的马氏管可分泌丝、石灰质、泡沫及粘液。
弹尾目、双尾目昆虫,以似于其它节肢动物的, 下
唇肾, 代替了马氏管的功能。
1,体壁, 气管, 消化系统等器官的排泄作用
体壁通过扩散的方式排出体外的物质包括 CO2,多余
的 H2O,脱皮前未被吸收的外表皮及几丁质, 蜡质, 部分
氮素化合物及无机盐, 钙盐等;皮细胞腺向外分泌胶质,
丝, 蜡, 等实质上也是一种排泄 。
以呼吸方式排出体外的代谢废物为 CO2,多余的 H2O。
消化道壁排除的:钙盐、尿酸盐、等。
半翅目、同翅目昆虫的滤室,以蜜露的方式滤除消化
道中的多余物。
(二)其他排泄器官的排泄物
2,贮存排泄体
虫体内生理活动所产生的某些中间代谢物或代谢废
物, 不直接排出体外, 而是被隔离限制, 贮存于特定
的组织或细胞内, 这种排泄方式称为贮存排泄或堆积
排泄 storage excretory。 具有该功能的组织有脂肪体,
绛色细胞, 围心细胞等 。
① 在背膈, 翼肌, 心脏表面聚集成索状的围心细
胞, 能吸收血液中的胶体颗粒, 并将其转化为可被马
氏管吸收的物质;但也分泌调节心脏活动, 神经传导
作用的激素 。
② 气门附近、侧板下成团块状的绛色细胞,能移除
血液中的其它代谢废物、毒素,吸收血液中多余的中间
代谢产物、并进行转化,还可合成、分泌促进脂肪体当
中脂肪水解的酶类。
③ 脂肪体中
的营养细胞、含
菌细胞能进行解
毒代谢;尿盐细
胞能积聚尿酸,
将其暂时或永久
贮存在脂肪体内。
最新研究发现, 缺乏乙酰 CoA羧
化酶 2( ACC2) 可使脂肪细胞加速对
脂肪的代谢。