第十三章昆虫的排泄器官及其生理.ppt

第十三章 昆虫的排泄器官及其生理 昆虫在生命活动过程中不断地进行物质和能量代 谢，其代谢过程中产生的二氧化碳通过气管系统或体 壁借扩散作用排出体外，氮素代谢物主要经马氏管 - 直 肠系统排出。 马氏管是主要的排泄器官，其他如体壁、消化道、 脂肪体、下唇腺和围心细胞等，在不同的昆虫中起着 不同的作用。 昆虫的排泄系统除完成排弃代谢废物外，还有维 持昆虫体内盐类和水分的平衡、保持内环境稳定的作 用。 主要内容 ? 排泄的功能 ? 排泄器官的类别 ? 马氏管及其排泄机能 ? 其它的排泄器官 1. 排泄的功能 昆虫生命活动代谢过程中产生有毒物质：含 氮的尿酸盐、尿酸和 CO 2 ，排泄就是排出有毒物 质和 CO 2 。 ※ 保持昆虫体内清洁的生理环境； ※ 调节体内水和无机盐的平衡； ※ 保持昆虫血液正常的渗透压及化学组成。 排泄的功能 2. 排泄器官的类别 ? 广义：体壁，气管系统，马氏管，消 化道后肠，脂肪体 和肾细胞 ? 狭义：马氏管 3. 马氏管及其排泄机能 马 氏 管 （ Malpighian ） 于 1669 年 由 意 大 利 解 剖 学 家 Malpighi （马尔必齐）在家蚕中首先被发现而得名。马氏管 是一些浸浴在昆虫血腔中的细长盲管，其基部着生于中、后 肠的交界处，端部游离或伸入直肠内形成隐肾。 3.1 马氏管的来源及位置 ? 来源：外胚层细胞发育而来。 ? 位置：中、后肠的交界处，相当于高等动 物的肾。 3.2 马氏管的数量和表面积 ? 马氏管的数目在各类昆虫中差异很大， 少的 （如介壳虫）只有 2 根马氏管，多的（如直翅 目）可达 100 根以上。 ? 一般来说，数量多的，马氏管一般比较短， 而数量少的则比较长， 两者的总表面积差异 不大。 数量差异很大，但吸收面积差异不大。 3.3 马氏管的结构 马氏管由单层真皮细胞组成，外面为基膜，向管腔 内的一面具有缘纹， 缘纹通常在基部呈刷状 ，在端部呈 蜂窝状 ，真皮细胞的基膜高度内褶，可达整个细胞的 1/3 ， 内质网在细胞的中部形成复杂的网络，且和线粒体伸入 顶部的微绒毛内。 马氏管常分布有一定的肌肉，如在鳞翅目、双翅 目和半翅目中马氏管的基部有肌肉分布，蜻蜓目和膜翅 目沿马氏管的全长分布着几条纵行的肌肉纤维，脉翅目 和鞘翅目以及直翅目的蝼蛄，其马氏管管壁内分布着呈 网状的肌肉纤维，肌肉纤维可使马氏管在血腔中伸缩或 扭动。另外，在马氏管的最外层还有众多的微气管分布。 3.4 排泄机理 ? 排泄物： 尿酸盐及尿酸，少量的尿素。（一般动 物排泄物主要是尿素）。 ? 保水战略： ★ 尿酸与其他含氮排泄物相比，分子中所含的氢原 子最少，有利于水分的保持。 ★ 尿酸及其盐类几乎都不溶于水，排泄时不需要伴 随水。 ★ 尿酸及其盐类都有毒性，相对讲比尿素及其盐的 毒性低，因此即使排不出，对昆虫的影响也不大。 ? 排泄机理： ? 马氏管端段管腔内充满液体物质，呈微碱性；基段管腔内 充满结晶状尿酸颗粒，呈微酸性。 ? 这说明血液中的尿酸是以溶液状的尿酸氢钾或尿 酸氢钠分泌到马氏管内，当含有尿酸氢钾或尿酸 氢钠的尿液通过刷状边时，在 CO 2 的作用下，水 及无机钾盐和钠盐被吸收回血液，尿液的 pH 值由 端部的微碱性变为微酸性，导致尿酸结晶沉积于 马氏管的基段，尿酸结晶由管腔进入后肠，还可 通过直肠进一步回收水分和无机盐，使尿酸再次 结晶，最后与食物残渣混合成为虫粪排出体外。 3.5 马氏管的其他功能 ? 分泌泡沫和黏液：例泡沫蝉马氏管分泌泡沫。 ? 分泌丝：例如草蛉的幼虫（蚜狮） 2 龄以后， 马氏管分泌丝吐丝结茧。 ? 分泌石灰质：天牛幼虫，马氏管分泌石灰质 → 中肠 → 口腔 → 吐到外面筑隧道。