第十八章昆虫神经系统与和生理

,单击此处编辑母版标题样式,*,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,1,第十八章 昆虫的神经系统和生理,第一节 神经的基本构造,第二节 神经系统的组成及功能,第三节 神经传导机制,第四节 昆虫的感觉器官,2,主要内容,神经元的组成及类型,神经系统的组成及其功能,神经传导机制,昆虫感觉器官的类型,昆虫成像的原理,3,目的要求,掌握昆虫神经系统的组成及功能,了解昆虫神经系统的传导机制,掌握,昆虫成像的原理,4,重点,神经元的组成及其类型,中枢神经系统的组成及功能,神经系统与杀虫剂的关系,昆虫的感觉器官的种类及,昆虫的成像原理,5,第一节 神经的基本构造,6,1神经元（神经细胞）及其类型,神经元,(neuron),的组成,图 神经元的模式图,树突,端丛,轴突,细胞体,7,组成,细胞体,(soma),轴突,(axon),树突,(dendrites),端丛,(terminal,arborizations,),8,神经元的类型,感觉神经元(多极),感觉神经元(双极),运动神经元(单极),9,10,根据形态神经元可分为三类：,单极神经元：细胞体上只有一个轴突,的神经元,双极神经元：,细胞体上,除轴突外，还,有一个端突的神经元,多极神经元：除轴突外，细胞体上还,有多个树突,11,根据功能神经元可分为四类,感觉神经元（,sensory neuron),运动神经元,(motor neuron),联系神经元,(association neuron),神经分泌细胞,(,neuronsecretory,cells,NSC),12,感觉神经元,双极或多极神经元,功能：接受外来刺激，传递给中央神经系统,13,运动神经元,单极神经元,功能：将中央神经系统发出的指令传递给反应器,14,联系神经元,单极神经元,功能：在感觉神经元与运动神经元之间起联络作用,15,神经分泌细胞,特化的神经元，单极,功能：分泌神经激素,16,第二节 神经系统的组成及功能,组成,中枢神经系统,交感神经系统,外周神经系统,17,1.中枢神经系统(central nervous system，CNS),图 昆虫的中枢神经系统,18,图 蝗虫的中枢神经系统,19,组成,脑,(brain),腹神经索,(ventral nerve cord),20,1.1,脑,(brain),图 蝗虫脑,21,脑的功能,感觉和联系的中心,行为协调和抑制,的,中心,22,前脑,中脑,后脑,咽下神经节,脑,(brain),23,脑的组成,前脑,(,protocerebrum,),中脑,(,deutocerebrum,),后脑,(,tritocerebrum,),取食中心,视觉中心,触角神经中心和嗅觉中心,脑视叶：视觉中心,蕈体： 联络和行为的协调中心,24,1.2,腹神经索,(ventral nerve cord),组成,咽下神经节（食道下神经节）,胸神经节,腹神经节,25,咽下神经节,(,suboesophageal,ganglion),组成,上颚神经,下颚神经,下唇神经,功能,口器的神经中心,控制滞育,26,体神经节：,胸神经节和腹神经节,（有合并现象）,27,28,腹神经索,功能,1. 控制和协调口器的运动,2. 是所在体节的控制中心,3. 控制生殖器官和后肠,的活动,29,2.交感神经系统(visceral nervous system)组成及其功能,30,交感神经系统(visceral nervous system),组成,口道交感神经系,中神经,腹末端神经节,31,口道交感神经系,额神经节,后头神经节,32,口道交感神经系,组成,额神经节,(frontal ganglion),后头神经节,(occipital ganglion),33,功能,控制昆虫取食,控制前肠、中肠和背血管,的活动,在昆虫生长发育、蜕皮、,变态中起作用,34,中神经,图,天幕毛虫(,Malacosoma americana,）,胸部和腹部的部分神经节,功能,控制气门的开闭,35,腹末端神经节,功能：,是控制后肠,、,生殖器官和交配活动,的神经中心,36,3外周神经系统(peripheral nervous systerm),图 家蚕幼虫的一部分外周神经系统,37,组成,包括中枢神经系统发出的所有神经，,主要是传入神经和传出神经，由此,形成密集的神经网络,功能：接受刺激、传递冲动、传递,指令,38,4.神经节(ganglia)的构造,图 神经节的构造,39,神经节的构造,神经围鞘,（由胶细胞构成，起支持,、,保,护,、滋,养作用，包含大量神经元）,神经髓,（,轴突、树突、侧支,、,端丛等位于,中央,是信息整合中心）,神经围膜,（由胶细胞分泌的非细胞组织，,起支持、保护作用）,40,神经（,nerve):,是由,神经纤维束,和,神经鞘,组成，其中,神经纤维束,传导神经冲动，,神经鞘,起保护作用。,神经节（,ganglia):,是由大量神经元,、,胶细胞和非细胞组织形成的卵圆形或多角形构造。,41,血脑屏障（blood-brain barrier):,由神经围膜和神经围鞘构成，使脑、神经节和大的神经与血淋巴相隔离，以保证代谢物通过，调节离子平衡，阻止外来异物的影响。,42,第三节 神经传导机制,43,轴突传导,(,冲动在神经纤维内的传导,),突触传导,(,冲动在神经元间,、,神经与,肌肉间或神经与腺体间的,传导,),1传导机制,44,2轴突传导,神经纤维内的传导过程,45,静息电位：神经未受到刺激时膜内外两侧的电位差（外正内负的极化状态）,动作电位：神经受刺激时，刺激达到一定阈值，引起膜电位的逆转（内正外负的去极化状态）,46,膜内：,K,+,不能通透的阴离子,膜外：,Na,+, Cl,-,图 静息电位的产生,47,在静息状态 膜内K,+,浓度较高，,膜外Na,+,浓度较高 仅K,+,可自由进出，,K,+,进入膜外的结果 使膜内外产生,电位差 静息电位,膜外正内负的状态（极化状态）,48,动作电位的产生,0,-100,a,b,c,静息电位,膜内外电位差,动作电位,阈电位,49,受到刺激后,膜内正外负的状态（去极化状态）,动作电位的产生,膜的通透性发生改变,Na,+,通道开放,Na,+,进入膜内,传导神经冲动,50,冲动在神经元间,、,神经和肌肉间或,神经与腺体间的传导,突触,(synapses),是神经元间,、,神经和肌肉间,、,神经,和腺体间的连接点，由突触前膜,、,后膜和突触间隙组成。,3. 突触传导,51,突触的组成,图 突触的构造（仿Eldfrawi）,52,组成,突触前膜：,其内有小泡（ 内含乙酰胆碱等神经递质）,突触间隙,：神经神经之间100200埃,突触后膜：,内含乙酰胆碱受体和乙酰胆碱酯酶,53,当动作电位将冲动传到前膜,前膜释放神经递质,突触间隙,膜通透性改变,产生突触后电位,递质与受体结合,传递递质到后膜,将冲动传递到下一个神经元,54,4杀虫剂对神经系统的作用,抑制乙酰胆碱酯酶,(,AchE,),的活性,如有机磷及氨基甲酸酯类,阻断神经肌肉突触后膜上的,Cl,-,通道,如阿维菌素,55,作用于突触前膜，使递质大量释放,如环戊二烯类,作用轴突离子通道,如除虫菊酯类,56,第四节 昆虫的感觉器官,57,1感觉器的种类,按感觉器接收刺激的性质分为,视觉器,机械感觉器（感触器）,化学感觉器,（感化器）,温湿度感觉器（感温器和感湿器）,听觉器,58,按感觉器的形状分为,毛状感觉器,鳞状感觉器,锥状感觉器,钟状感觉器,坛状感,觉,器,剑梢感,觉,器,59,2,视觉器,(photoreceptor),：,能对光波刺激产生反应的感觉器官，包括复眼和单眼。,复眼,(compound eyes),60,图 复眼和部分小眼模式图,角膜,晶锥细胞,视杆,色素细胞,底膜,61,62,复眼组成,基本单位是,小眼,（,1 28000,个）,63,蜻蜓的复眼,64,复眼,65,小眼的构造及功能,1.,角膜,:,聚光和保护，是集光器的第,一个透镜,2.,角膜细胞,:,分泌角膜,3.,晶锥细胞：聚光，构成集光器的,第二个透镜,66,4. 视杆: 感光,5. 色素细胞: 调节感光量大小,6. 底膜:,增加光波的反射,67,为什么有些昆虫白天活动？有些,昆虫夜晚活动？还有些昆虫白天,夜晚都可以活动？,68,日间活动的昆虫,图 昆虫并列像眼的结构,69,图 昆虫重叠像眼的结构,夜间活动的昆虫,70,并列像眼,a,b,c,a,b,重叠像眼,71,复眼的成像,成像原理,1.,日间活动的昆虫（并列像）,2.,夜间活动的昆虫（重叠像）,3.,昼夜均能活动昆虫（并列像和重叠像）,72,A昆虫夜间活动时，形成重叠像,B. 同一昆虫白天活动时形成并列像,昼夜均能活动昆虫成像,A重叠像,B并列像,73,单眼的种类,背单眼,:,成虫和若虫的单眼位于头前面复眼间，称为背单眼。一般为,3,个。,侧单眼：全变态昆虫幼虫的单眼位于头部两侧，称为侧单眼。一般为,1,6,个。,单眼,74,图 昆虫背单眼的纵切面图,角膜,角膜细胞,视杆,视觉细胞,色素,75,昆虫侧单眼的纵切面图,图 鳞翅目幼虫(,Gasryopacha rubi,) (Demoll),角膜,晶体细胞,晶体,感觉细胞,视杆,大细胞,76,单眼的功能,背单眼感受光强度的变化和光源的,方向，但不能成像；,侧单眼可成像。,77,3. 听觉器（phonoreceptor)：,感受声波刺激的感觉器官,听觉毛（auditory hair),江氏器(Johnstons organ),鼓膜听器(tympanal organ),P 292,78,听觉毛（auditory hair),是毛状感觉器,感受低频率的声波（4001500Hz),鳞翅目幼虫对声音的反应是通过听觉毛传递的,79,江氏器(Johnstons organ),1855年在雄性埃及伊蚊成虫的触角梗节内发现,特化程度较高,、最灵敏的听器（350550Hz),感知和控制触角的方位和活动，并具有听觉功能,80,鼓膜听器(tympanal organ),普遍存在于具发音能力的昆虫中,如蝗虫位于第一腹节两侧,81,4.,机械感觉器,（感触器）,（,mechanoreceptor,）,感受内外机械刺激的感觉器官,A. 毛状感触器（感触毛）,B. 剑梢感触器,82,A. 毛状感触器（感触毛）,83,B. 剑梢感触器,84,5. 化学感受器(感化器）chemoreceptor,感受化学刺激的感觉器官,根据功能可分为,嗅觉器,味觉器,85,嗅觉器,主要位于触角上，其次是下颚须和下唇须,能感受极低浓度的气体分子,86,嗅觉器,嗅觉孔,锥状感化器,锥状突,感觉细胞,87,味觉器,多位于下颚须、下唇须、触角及跗节上,感受接触到的、浓度较高的液体或固体分子,88,味觉器,图 蛱蝶（,Pyrameis atalanta,）跗节上的味觉器,89,