【教学课件】第四章昆虫的循环系统circulatorysystem

第四章第四章 昆虫的循环系统昆虫的循环系统 circulatory system 血压低血压低血量大血量大血液的组成变化大血液的组成变化大2.2.昆虫的血液兼有哺育动物的血液及其淋巴液昆虫的血液兼有哺育动物的血液及其淋巴液 的特点的特点 ，因此又称，因此又称“血淋巴血淋巴”。1.1.开放式：体腔就是血腔开放式：体腔就是血腔昆虫的循环系统的特点：昆虫的循环系统的特点：3.3.昆虫血液无运送氧气的功能。昆虫血液无运送氧气的功能。第一节第一节 循环系统的构造循环系统的构造 昆虫的循环系统主要包括：昆虫的循环系统主要包括：背血管背血管辅搏器辅搏器背膈和腹膈背膈和腹膈造血器官造血器官一、背血管一、背血管(dorsal vessel)位置：位于昆虫的背壁下方，纵贯于背血窦中位置：位于昆虫的背壁下方，纵贯于背血窦中央的一条管状器官，由肌纤维和结缔组织组成。央的一条管状器官，由肌纤维和结缔组织组成。构造：分为动脉和心脏两个部分。构造：分为动脉和心脏两个部分。1.1.心脏心脏(heart)：是背血管中：是背血管中呈连续膨大的部分，每个膨大的呈连续膨大的部分，每个膨大的部分称为心室部分称为心室(chamber)，心室，心室的数目随昆虫的种类而不同。的数目随昆虫的种类而不同。心门（心门（ostia）心门瓣（心门瓣（ostial valve ）2.2.动脉动脉(aorta)(aorta)：背血管的前段，其直径较小，前端开口于脑及食道背血管的前段，其直径较小，前端开口于脑及食道之间形成的血窦内。之间形成的血窦内。类型：类型：3 3个基本类型：个基本类型：二、辅二、辅 搏搏 器器(accessory pulsatile organ)辅搏器是昆虫体内辅助心脏进行血液循环的结辅搏器是昆虫体内辅助心脏进行血液循环的结构，通常位于触角、翅和附肢的基部，由含肌纤丝构，通常位于触角、翅和附肢的基部，由含肌纤丝的薄隔所组成，有膜状、瓣状、管状或囊状等多种的薄隔所组成，有膜状、瓣状、管状或囊状等多种形状。形状。三、造血器官三、造血器官(hemopoietic organ)四、背膈四、背膈（dorsal diaphragm）腹膈腹膈（ventral diaphrgm）昆虫的造血器官是一昆虫的造血器官是一个囊状构造，周围有膜个囊状构造，周围有膜包被，膜囊内有相互交包被，膜囊内有相互交织的类胶原纤维和网状织的类胶原纤维和网状细胞。细胞。网状细胞网状细胞-干细胞干细胞-细胞群细胞群-血细胞血细胞 血液容积：占虫体的血液容积：占虫体的1515-75-75第二节第二节 血液的组成和物理性状血液的组成和物理性状血细胞血细胞（hemocytes）血血 浆浆（plasma）昆虫的血液昆虫的血液血液的颜色：呈黄色、橙色或蓝绿色，血液的颜色：呈黄色、橙色或蓝绿色，但摇蚊幼虫血液呈红色但摇蚊幼虫血液呈红色一、血一、血 细细 胞胞(hemocytes)指悬浮在血浆中的游离细胞，约占血液的指悬浮在血浆中的游离细胞，约占血液的2.52.5。血细胞类型：最基本的血细胞可分为血细胞类型：最基本的血细胞可分为6 6类类 原血细胞原血细胞（prohemocyte）浆血细胞浆血细胞（plasmatocyte）粒血细胞粒血细胞（granulocyte）珠血细胞珠血细胞（spherulocyte）类绛色细胞类绛色细胞（oenocytoide）凝血细胞凝血细胞（coagulocyte）(一一)原血细胞原血细胞(prohemocyte)椭圆形小血细胞，具有活跃椭圆形小血细胞，具有活跃的分裂增殖能力，并能转化为浆的分裂增殖能力，并能转化为浆血细胞。血细胞。功能：通过分裂来补充血细胞功能：通过分裂来补充血细胞(二二)浆血细胞浆血细胞(plasmatocyte)形态多样的吞噬细胞，通常为形态多样的吞噬细胞，通常为优势血细胞，并可转化为粒血细优势血细胞，并可转化为粒血细胞。胞。功能：吞噬异物，同时也参功能：吞噬异物，同时也参与包被和成瘤作用与包被和成瘤作用(三三)粒血细胞粒血细胞(granulocyte)含有小型颗粒的圆形或梭形含有小型颗粒的圆形或梭形血细胞。血细胞。功能：贮存代谢，此外还参功能：贮存代谢，此外还参与防卫作用与防卫作用(四四)珠血细胞珠血细胞(spherulocyte)含有较多大型膜泡的圆形或含有较多大型膜泡的圆形或卵形血细胞，由粒血细胞发育卵形血细胞，由粒血细胞发育而来。而来。功能：贮存和分泌作用功能：贮存和分泌作用(五五)类绛色血细胞类绛色血细胞(oenocytoide)胞质内含有针状、棒状的内含物，胞质内含有针状、棒状的内含物，另胞质中含酪氨酸酶、糖蛋白和中性另胞质中含酪氨酸酶、糖蛋白和中性黏多糖黏多糖 功能：参与物质代谢和分泌作用功能：参与物质代谢和分泌作用(六六)凝血细胞凝血细胞(coagulocyte)非常脆弱的圆形或纺锤形细胞，非常脆弱的圆形或纺锤形细胞，由粒血细胞发育而来由粒血细胞发育而来 功能：是凝血和防卫功能：是凝血和防卫 二、血二、血 浆浆(plasma)血浆是一种浸浴着所有组织和细胞的循环液体，血浆是一种浸浴着所有组织和细胞的循环液体，占血液占血液 97.5%97.5%。血浆组成：血浆组成：1.1.水分：占水分：占8585左右。左右。2.2.无机离子：变异大无机离子：变异大低等昆虫：低等昆虫：NaNa+、ClCl-脉、毛、长、双：脉、毛、长、双：Na Na+、氨基酸、氨基酸鳞、膜、鞘：鳞、膜、鞘：K K+、MgMg+系统的发育地位系统的发育地位植食性：植食性：K K+、MgMg+肉食性：肉食性：Na Na+食物有关食物有关 离子的作用离子的作用 参与物质运输参与物质运输 调节神经活动调节神经活动 参与酶的活动参与酶的活动 参与生物电的形成：膜电位参与生物电的形成：膜电位 影响血液的影响血液的pHpH值值 保持血液具有一定渗透压保持血液具有一定渗透压(二二)血糖血糖 昆虫的血糖主要是海藻糖昆虫的血糖主要是海藻糖(trehalose)血糖作用：能源物血糖作用：能源物 合成表皮中的几丁质合成表皮中的几丁质 黏多糖和糖蛋白黏多糖和糖蛋白 抗寒（冬季）抗寒（冬季）(三三)血脂血脂 昆虫血浆中非水溶性的脂类化合物，一般含量昆虫血浆中非水溶性的脂类化合物，一般含量为为0.50.5-2.5-2.5，包括甘油一酯、甘油二酯、甘油，包括甘油一酯、甘油二酯、甘油三酯、脂肪酸、甾醇、磷脂和其他烃类化合物，其三酯、脂肪酸、甾醇、磷脂和其他烃类化合物，其中以甘油二酯为主，通常结合成脂蛋白的形式运输。中以甘油二酯为主，通常结合成脂蛋白的形式运输。脂类代谢受激素调控，其浓度与血糖呈负相关脂类代谢受激素调控，其浓度与血糖呈负相关。(四四)氨基酸氨基酸 血浆中具有高浓度的氨基酸（血浆中具有高浓度的氨基酸（L-L-型）型）氨基酸的功能氨基酸的功能 1.1.为蛋白质合成提供原料为蛋白质合成提供原料 2.2.调节血液的渗透压调节血液的渗透压 3.3.特殊功能特殊功能 1 1）脯氨酸：能源物质（马铃薯叶甲、舌蝇脯氨酸：能源物质（马铃薯叶甲、舌蝇 ）2 2）L-L-谷氨酸：神经递质谷氨酸：神经递质 3 3）酪氨酸：表皮鞣化剂的前体物质）酪氨酸：表皮鞣化剂的前体物质 4 4）谷氨酰胺：氮素代谢中传递）谷氨酰胺：氮素代谢中传递-NH-NH2 2(五五)蛋白质：蛋白质：昆虫血浆中蛋白质主要是各种酶类昆虫血浆中蛋白质主要是各种酶类 如蛋白酶、淀粉酶、转化酶、酪氨酸酶等如蛋白酶、淀粉酶、转化酶、酪氨酸酶等 此外，血浆中还有各种蛋白此外，血浆中还有各种蛋白 如卵黄原蛋白、载脂蛋白、如卵黄原蛋白、载脂蛋白、JH-JH-结合蛋白、免结合蛋白、免疫蛋白和温滞蛋白等。疫蛋白和温滞蛋白等。(六六)氮素代谢物氮素代谢物 氮素代谢物主要有尿酸、尿囊素、尿囊酸、尿氮素代谢物主要有尿酸、尿囊素、尿囊酸、尿素和氨。素和氨。第三节第三节 血液的功能血液的功能 昆虫血液的功能相当于脊椎动物血液、淋昆虫血液的功能相当于脊椎动物血液、淋巴液和组织液巴液和组织液3 3者的功能。血细胞相当于脊椎者的功能。血细胞相当于脊椎动物的白细胞。血液为组织细胞提供一个比较动物的白细胞。血液为组织细胞提供一个比较稳定的物理、化学环境，是合成与代谢的场所，稳定的物理、化学环境，是合成与代谢的场所，也是细胞获取营养和排除废物的媒介。也是细胞获取营养和排除废物的媒介。循环系统的主要功能：循环系统的主要功能：n运输养料、激素和代谢废物运输养料、激素和代谢废物n维持正常生理所需的血压、渗透压和离子平衡维持正常生理所需的血压、渗透压和离子平衡n参与中间代谢参与中间代谢n清除解离的组织碎片清除解离的组织碎片n修补伤口修补伤口n对侵染物产生免疫反应对侵染物产生免疫反应n飞行时调节体温飞行时调节体温n协助昆虫的孵化、蜕皮、羽化协助昆虫的孵化、蜕皮、羽化一、止血作用一、止血作用 止血作用分为止血作用分为4 4种类型种类型 a a形成典型的凝血块（直、脉、长、毛翅目）形成典型的凝血块（直、脉、长、毛翅目）凝血细胞凝血细胞破裂破裂凝血因子凝血因子可溶蛋白可溶蛋白凝固凝固凝血块凝血块 b b形成网状凝集物（鳞翅目、金龟甲、双翅目形成网状凝集物（鳞翅目、金龟甲、双翅目幼虫）幼虫）凝血细胞凝血细胞变形变形线状伪足线状伪足网状网状固定、包囊血液中固体颗粒固定、包囊血液中固体颗粒凝血块凝血块 c ca+ba+b方式方式（同、鞘、膜翅目）（同、鞘、膜翅目）凝血细胞部分破裂和部分血细胞伸出线状伪足相凝血细胞部分破裂和部分血细胞伸出线状伪足相结合形成凝血块结合形成凝血块 d.d.不形成凝血块（半、鞘、膜、鳞翅目等）不形成凝血块（半、鞘、膜、鳞翅目等）血液没有明显的止血功能血液没有明显的止血功能二、免疫二、免疫(immunity)作用作用 (一一)吞噬作用吞噬作用(phagocytosis)：当少量单细胞病原：当少量单细胞病原物侵入血腔时常发生吞噬作用物侵入血腔时常发生吞噬作用(浆、粒血细胞浆、粒血细胞)。附着识别附着识别摄入摄入消化消化(二二)成瘤作用成瘤作用(noduIe formation)：当小型当小型病原物大量进入血腔时，常发生成瘤作用。病原物大量进入血腔时，常发生成瘤作用。凝血细胞、粒血细胞凝血细胞、粒血细胞浆血细胞扁平化（外鞘浆血细胞扁平化（外鞘 ）凝血块（凝血块（包围异物包围异物）酚氧化酶酚氧化酶异源凝集素异源凝集素浆血细胞（浆血细胞（包围凝血块）包围凝血块）异物异物黑化、死亡黑化、死亡破裂破裂(三三)包被作用包被作用(encystment)：当较大的病原物侵入当较大的病原物侵入血腔时，就会发生包被作用血腔时，就会发生包被作用 。包被过程与成瘤一致包被过程与成瘤一致(四四)溶菌作用溶菌作用 溶菌酶溶菌酶(lysozymes)：溶解病菌细胞壁：溶解病菌细胞壁 裂解蛋白裂解蛋白(ce-cropins)：溶解病菌细胞膜：溶解病菌细胞膜 三、解毒作用三、解毒作用 外源毒物外源毒物-凝集素和非专一性酯酶结合凝集素和非专一性酯酶结合-毒物分解毒物分解 外源毒物外源毒物-血细胞摄入血细胞摄入-酶降解或贮存在脂滴内酶降解或贮存在脂滴内（S）（S）四、阻止天敌捕食四、阻止天敌捕食 昆虫利用血液中某些特殊化合物或反射性出血昆虫利用血液中某些特殊化合物或反射性出血来阻止天敌捕食。来阻止天敌捕食。天敌攻击天敌攻击-自动出血自动出血-特殊化合物特殊化合物-天敌天敌厌食或催吐厌食或催吐五、营养贮藏和运输作用五、营养贮藏和运输作用六、机械作用六、机械作用 昆虫血液可传递由身体某一部位收缩而产生的昆虫血液可传递由身体某一部位收缩而产生的机械压力，有助于昆虫脱皮、羽化、展翅、卵孵化机械压力，有助于昆虫脱皮、羽化、展翅、卵孵化和呼吸通风。和呼吸通风。第四节第四节 心脏的搏动与血液循环心脏的搏动与血液循环 昆虫的血液循环主要靠心脏和辅搏器的搏动以昆虫的血液循环主要靠心脏和辅搏器的搏动以及膈膜和肌肉的运动来完成。及膈膜和肌肉的运动来完成。一、心一、心 搏：搏：昆虫的心脏是肌原性的，它不受神经的支配。昆虫的心脏是肌原性的，它不受神经的支配。昆虫心脏的搏动周期可分为昆虫心脏的搏动周期可分为3 3个阶段：个阶段：收缩期收缩期(phase of systole)舒张期舒张期(phase of diastole)休止期休止期(phase of diastasis)二、影响心搏的因素二、影响心搏的因素 昆虫心博的速率因虫昆虫心博的速率因虫种、性别、发育阶段、生种、性别、发育阶段、生理代谢的强弱、环境条件理代谢的强弱、环境条件和化学毒物的影响而变化。和化学毒物的影响而变化。三、血液循环三、血液循环 昆虫的循环系统虽是开放式的，但血流仍有昆虫的循环系统虽是开放式的，但血流仍有一定的方向。一定的方向。