第七章 昆虫的神经系统及其生理

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,*,第七章 昆虫的神经系统,昆虫神经系统通过各种类型的感受器从体内、外获取各种信息，通过神经系统的综合作用，引起机体的各种行为反响。昆虫的神经系统是由外胚层发育而来的。,第三篇 昆虫的内部解剖和生理,第一节 神经系统的根本构造,神经组织主要由神经元和胶细胞组成。神经元是传递信息的功能细胞；胶细胞那么位于神经组织的外围，起着供给营养和稳定内环境的作用。,.神经元,神经元neuron即神经细胞，是构成神经系统的根本单位。,昆虫的神经元由1个细胞体、1个轴突和1或多个树突组成。,树状突,端丛,侧支,端丛,轴状突,神经细胞体,神经元的模式构造,第七章 昆虫的神经系统,第一节 神经系统的根本构造,.神经元,树突,突触前末梢,细胞体,细胞核,轴突末梢,整合,冲动传导,递质分泌,髓鞘,轴丘,峰电位起始,比一比、想一想：与普通细胞有何不同？,一个典型的神经元,神经元的类型和功能,根据神经元的,形态,可将其分为：单极神经元、双极神经元和多极神经元；根据其,功能,可分为：感觉神经元、运动神经元和联络神经元。,神经分泌细胞,是特化的神经元。,轴状突,树状突,神经细胞,神经细胞,神经细胞,树状突,轴状突,轴状突,树状突,端丛,A,B,C,.单极神经元（运动神经元、联系神经元）,B.双极神经元（感觉神经元）,C.多极神经元（感觉神经元）,箭头表示神经冲动的传导方向,第一节 神经系统的根本构造,.神经元,神经节,是由,大量神经元、胶细胞和非细胞组织的集合体，,通常卵圆形。外层是非细胞的围膜和胶细胞层构成的具有保护和营养功能的,神经鞘,，内含大量运动神经元和联系神经元，感觉神经元的轴突也伸入其中。细胞体位于节内的外缘、神经鞘内侧；侧支、树突、端丛位于神经节的中央，形成,神经髓,。各种神经元的神经纤维在髓中形成复杂的突触联系,进行信息整和.是信息联系和协调中心,。,第一节 神经系统的根本构造,.神经节,神,经,细,胞,神经索,第1侧神经,第2侧神经,第3侧神经,神经髓,神经鞘,背根中运动神经,神经索背神经纤维区,中央神经髓区,腹根中感觉神经,神经节,模式图,运动神经元细胞体,中神经,联系神经元细胞体,神经索腹神经纤维区,蜻蜓腹神经节横切面,第一节 神经系统的根本构造,神经nerve是由成束的神经纤维轴突束及其外围的一层神经鞘组成的长线形结构。神经纤维束起传导冲动的作用。,神经可由主干分支，直径逐渐变细，所含轴突数量逐渐变少，在末端分支内只含有1种神经纤维。,.神 经,第一节 神经系统的根本构造,.胶细胞,胶细胞glial cell是神经节的重要组成局部，主要功能是支持、保护和滋养神经细胞。,高等动物的神经胶质细胞及其绝缘和屏障作用,第一节 神经系统的根本构造,肌纤维,神经末梢,神经鞘,突触间隙,连接褶,神经鞘细胞,活化区及突触小泡,.胶细胞,第二节 神经系统的结构和功能,昆虫的神经系统与环节动物相似，也属于腹神经索型，根据其解剖学特点和功能特性，可将昆虫的神经系统分为中枢神经系统、周缘神经系统和交感神经系统3局部。,中枢神经系统由脑和腹神经索组成，是昆虫神经系统的核心局部；交感神经系统主要控制消化道、气门和背血管等内脏器官；周缘神经系统直接控制控制运动器官。,第七章 昆虫的神经系统,.中枢神经系统,昆虫的,中枢神经系统,包括位于头部的,脑,和一条位于消化道腹面的,腹神经索,。,脑和腹神经索之间以,围咽神经索,相连。纵向连接前后神经节的神经称为,神经索,。,第二节 神经系统的结构和功能,第二节 神经系统的结构和功能,脑,脑,由,前、中、后脑组成。前脑是视觉中心，中脑是嗅觉中心。,昆虫脑的解剖学构造,一种蝗虫的脑：A.正面观 B.侧面观,A,B,额神经节,逆走神经,前脑,视叶,触角神经,中脑,后脑,后头神经节,神经索,额神经索,复眼,心侧体,食道神经,食道,视叶,单眼柄,触角神经,中脑,后脑,额神经节,额神经索,上唇神经,围咽神经连锁,围咽神经索,咽下神经节,唾管,背壁神经,后头神经节,背血管,嗉囊,食道神经,幕骨,嗉囊神经节,咽侧体,上唇神经,咽下神经节,围咽神经索,围咽神经连锁,咽侧体,前脑,.中枢神经系统,第二节 神经系统的结构和功能,脑,的,组,织,学,结,构,昆虫脑的模式构造（黑点示神经细胞所在位置）,背单眼神经,脑间部,神经分泌细胞,中央体,附叶,触角叶,触角神经,后脑,围咽神经索,心侧体神经,蕈体冠,蕈状体,视叶,视神经,视神经爿,外神经交叉区,视外髓,内神经交叉区,视内髓,前脑桥,围咽神经连锁,.中枢神经系统,第二节 神经系统的结构和功能,腹,神,经,索,蝗虫,长,角,水,虻,负子蝽,西方蜜蜂,咽下神经节,神经节1,腹节,腹节,腹节,腹节,腹节,尾须,触角,脑,动脉,嗉囊,神经节3+,神经节,神经节,神经节,神经节,神经节,后肠,一种蚧若虫,神经节2,.中枢神经系统,第二节 神经系统的结构和功能,2.2 交感神经系统,交感神经系统Viscerai nervous system由控制消化道的口道神经、控制气门和背血管的中神经以及控制后肠和生殖器官的腹末神经节组成。,主要包括额神经节和后头神经节及其发出的神经。,口,道,神,经,系,额神经节,后头神经节,食道神经,食,道,神,经,心侧体,咽侧体,额神经索,上唇神经,逆走神经,嗉囊神经节,中神经,第二节 神经系统的结构和功能,中神经位于前后两个神经节的两条神经索之间，起源于前一神经节，向后延伸时常分出1对侧支，分布到两侧的气门及气管上，是,气门开闭的控制中心。,天幕毛虫的中神经,中神经2,中神经1,中神经3,中胸神经节,后胸神经节,第1腹节,神经节,腹纵肌,中神经1,神经索,气管侧纵干,2.2 交感神经系统,2.3 周缘神经系统,第二节 神经系统的结构和功能,周缘神经系统peripheral nervous system包括中枢神经系统发出的所有神经，主要是传入神经感觉神经和传出神经运动神经。感觉神经元负责将接受到的内、外刺激，以电脉冲的方式传递到中枢神经系统的联系神经元，中枢神经系统将信息整合后，发出指令给运动神经，运动神经将其传递给效应器。,完成反射作用的机制叫反射弧：刺激感受器感觉神经细胞兴奋中枢神经系统信息整合运动神经纤维效应器反响。,第三节 神经的传导机制,昆虫将感觉神经末梢接受到的刺激传到中枢神经，再由中枢神经系统整合后发出指令，引起效应器产生相应反响的过程叫反射作用。,3.1 反射弧,运动神经元,感觉神经元,感受器,效应器,联络,神经元,反射弧结构,第七章 昆虫的神经系统,高,等,动,物,的,神,经,和,反,射,弧,第三节 神经的传导机制,3.1 反射弧,反射弧,中间神经元,背角质,腹角质,背根,腹根,脊髓管,灰质,白质,背根神经节,感觉神经,运动神经,效应器,感受器,交感神经,链神经节,静息电位,使神经细胞膜在无外来刺激时，处于,外正内负,的,极化,状态，膜内外这时的电位差叫,静息电位,。,动作电位,当神经细胞接受到传入信号刺激后，膜对离子的通透性发生改变，产生,去极化,，从而引发了瞬时的,内正外负,的,动作电位,。,第三节 神经的传导机制,3.2 轴突传导,神经传导包括,轴突传导和突触传导,。,第三节 神经的传导机制,动作电位的产生及轴突传导,动作电流,去极化区,极化区,轴突膜,轴浆,K,+,膜,极化（董南平衡）,静息电位,Na,+,膜,去极化,动作电位,刺激,3.2 轴突传导,第三节 神经的传导机制,突触结构 突触synapses是神经元间、神经与肌肉间、神经与腺体间的连接点，是神经传导的联络区。由突触前膜、突触后膜和突触间隙3局部组成。,突触类型 分化学突触和电突触两类。电突触间隙很窄3.5nm，靠直接电偶合即可传递信息，且速度很快，但在昆虫中很少存在。化学突触间隙较宽2025nm，靠化学递质传递神经活动信息，速度较慢，在昆虫中普遍存在。,3.3 突触传导,第三节 神经的传导机制,电,突,触,3.3 突触传导,电突触,电源,前突触膜,后突触膜,间隙连接,蛋白复合体,电流通过,间隙汇合处,第三节 神经的传导机制,化学突触,3.3 突触传导,树-树突触,刺激,脉冲,化学突触,轴-体突触,兴奋性,突触电流,抑制性,突触电流,抑制性轴突,兴奋性,前突触轴突,神经-肌肉突触,肌肉,兴奋性,神经元,前突触上,神经末梢,抑制性,神经元,肌纤维上,神经末梢,化学突触及其传导 化学突触的前膜含有许多内含神经递质的突触小泡。在以乙酰胆碱Ach为递质的突触中，每个小泡内含数万个Ach分子。动作电位传导到突触前膜时，引起膜上对电压敏感的Ca2+通道翻开，使膜外的Ca2+进入膜内，促使突触小泡与突触膜融合成“状，Ach从开口处释放到突触间隙。,突触后膜上有与Ach特异性结合的受体蛋白。Ach到达后膜便与之结合，引起受体分子构象发生改变，离子通道随之翻开，使 Na、K+的通透性改变，导致膜去极化，产生突触后电位，将冲动传递到下一个神经元。,第三节 神经的传导机制,3.3 突触传导,第三节 神经的传导机制,昆虫神经元突触间Ach传导示意图,在突触间隙存在有乙酰胆碱酯酶AchE，可将Ach及时水解成乙酸Ac和胆碱Ch；二者又被突触前膜吸收，在胆碱乙酰化酶作用下，合成Ach备用。,CH,3,CH,3,CH,3,CH,3,乙酰胆碱酯酶,胆碱乙酰化酶,（乙酰胆碱）,（乙酸）,（胆碱）,CH,3,COOCH,2,CH,2,-N-CH,3,+H,2,O CH,3,COOH+HOCH,2,CH,2,-N-CH,3,3.3 突触传导,突触间隙,突触前膜,（半胆碱）,突触小泡,突触前端丛,递质释放点,轴丘,树突端丛,EPSP,递减传布,突触前电位,峰,Ch,HC-3,Ac+ChAch,Ach,Ach,Ach,Ach,Ach,Ca,2+,AchR,Ac+Ch,AchE,突触后膜,神,经,突,触,结,构,和,突,触,传,导,第三节 神经的传导机制,3.3 突触传导,第三节 神经的传导机制,昆虫神经递质与脊椎动物的不同,脊,椎,动,物,昆,虫,乙,酰,胆,碱,谷,氨,酸,谷,氨,酸,乙,酰,胆,碱,中枢神经,系统,神经-肌肉,系统,中枢神经,系统,神经-肌肉,系统,3.3 突触传导,第四节 杀虫剂对神经系统的影响,神经毒剂主要以神经系统为靶标，破坏正常的神经传导，引起神经系统中毒死亡。不同的神经毒剂针对不同的神经靶标。,第七章 昆虫的神经系统,拟除虫菊酯类杀虫剂，主要作用于轴突膜上的离子通道主要是 Na+通道，通过延迟钠离子通道的关闭，破坏神经传导引起中毒。,第四节 杀虫剂对神经系统的影响,4.1 对轴突传导的影响,4.2 对乙酰胆碱酯酶的影响,有机磷和氨基甲酸酯类杀虫剂，都是乙酰胆碱酯酶的抑制剂，进入突触间隙后，与AchE结合，结果使酶的正常作用受阻，造成突触部位的 Ach 大量积累，致使昆虫过度兴奋，行动失调，最后麻痹死亡。,4.3 对突触后膜的影响,沙蚕毒素和吡虫啉等氯化烟酰类化合物，主要作用于神经突触后膜上的乙酰胆碱受体，前者抑制突触后膜的兴奋性，使昆虫瘫痪死亡，后者那么增加突触后膜的兴奋性，使昆虫不断出现神经冲动，产生颤抖病症，随之发生痉挛，最后麻痹而死。,阿维菌素类杀虫剂的作用靶标是神经肌肉接点的突触后膜，阻断神经与肌肉间的联系，破坏肌肉的兴奋收缩功能，是昆虫中毒死亡。,第四节 杀虫剂对神经系统的影响,第五节 昆虫的感觉器官,昆虫在长期进化过程中，形成了一系列适合自身特点和生活方式的感觉器官，并表现出惊人的灵敏度。,一种感觉器官一般只对一种特定的刺激产生反响。各种类型的感受器通常着生在体躯的特定部位。,第七章 昆虫的神经系统,第五节 昆虫的感觉器官,5.1 感受器的根本构造,昆虫感受器的结构通常由以下3局部组成：,感觉毛,感觉细胞端突,联接点,液泡,表皮,皮细胞,底膜,膜原细胞,毛原细胞,神经鞘,感觉细胞,感觉神经,表皮变形,皮细胞特化,感觉神经元,第五节 昆虫的感觉器官,5.2 感受器感受刺激的机制,当感受器接受到足以激