昆虫体壁生理精选PPT.ppt

关于昆虫体壁生理第1页，讲稿共76张，创作于星期二 讲授内容包括：讲授内容包括：体壁的结构及各部分的生理功能；体壁的结构及各部分的生理功能；体壁的化学成分；体壁的化学成分；昆虫的蜕皮过程及其调节机制；昆虫的蜕皮过程及其调节机制；体壁的通透性及其与杀虫剂渗透的关系。体壁的通透性及其与杀虫剂渗透的关系。第2页，讲稿共76张，创作于星期二昆虫生理学是利用几种模式昆虫对其生理学机昆虫生理学是利用几种模式昆虫对其生理学机制进行研究，而得出一般的，具共性的生理机制进行研究，而得出一般的，具共性的生理机制。制。而由于昆虫种类和数量的庞大，而生理学家又没而由于昆虫种类和数量的庞大，而生理学家又没有从多样性的角度进行研究。因此将来的研究或有从多样性的角度进行研究。因此将来的研究或许会推翻一些假说或者理论，也许还有新的生理许会推翻一些假说或者理论，也许还有新的生理学机制被发现。学机制被发现。第3页，讲稿共76张，创作于星期二体壁在进化上的意义体壁在进化上的意义u 正作用正作用 体壁上的蜡层和表皮结构的存在使得昆虫免于体内水体壁上的蜡层和表皮结构的存在使得昆虫免于体内水体壁上的蜡层和表皮结构的存在使得昆虫免于体内水体壁上的蜡层和表皮结构的存在使得昆虫免于体内水分的丧失。分的丧失。分的丧失。分的丧失。体躯越小则体表面积体躯越小则体表面积/体积比值越大体积比值越大体积比值越大体积比值越大越容易丧失水分。越容易丧失水分。越容易丧失水分。越容易丧失水分。体壁是病原菌、寄生虫和捕食者的天然屏障。体壁是病原菌、寄生虫和捕食者的天然屏障。体壁是病原菌、寄生虫和捕食者的天然屏障。体壁是病原菌、寄生虫和捕食者的天然屏障。u 副作用副作用 虫体越大，则体壁越重，同时气体交换难以进行；虫体越大，则体壁越重，同时气体交换难以进行；虫体越大，则体壁越重，同时气体交换难以进行；虫体越大，则体壁越重，同时气体交换难以进行；史前昆虫为什么那么大？史前昆虫为什么那么大？史前昆虫为什么那么大？史前昆虫为什么那么大？第4页，讲稿共76张，创作于星期二史前巨大蜻蜓史前巨大蜻蜓史前巨大蜻蜓，翅展史前巨大蜻蜓，翅展150cm150cm，是最大的会飞昆，是最大的会飞昆，是最大的会飞昆，是最大的会飞昆虫。虫。虫。虫。一些问题：一些问题：一些问题：一些问题：呼吸问题；呼吸问题；体表失水问题；体表失水问题；飞行问题。飞行问题。飞行问题。飞行问题。第5页，讲稿共76张，创作于星期二第6页，讲稿共76张，创作于星期二一、体壁的基本功能一、体壁的基本功能u 保护性屏障；保护性屏障；u 外骨骼外骨骼,是决定虫体体型的唯一因素；是决定虫体体型的唯一因素；是决定虫体体型的唯一因素；是决定虫体体型的唯一因素；uu 营养物质的贮存库；营养物质的贮存库；营养物质的贮存库；营养物质的贮存库；u 可特化为各种器官和腺体；可特化为各种器官和腺体；特化为前、后肠；特化为前、后肠；特化为前、后肠；特化为前、后肠；特化为气管；特化为气管；特化为气管；特化为气管；特化为生殖系统的一部分；特化为生殖系统的一部分；特化为生殖系统的一部分；特化为生殖系统的一部分；特化为部分腺体：臭腺、毒腺、蜡腺等。特化为部分腺体：臭腺、毒腺、蜡腺等。特化为部分腺体：臭腺、毒腺、蜡腺等。特化为部分腺体：臭腺、毒腺、蜡腺等。u 色彩和斑纹的载体；色彩和斑纹的载体；色彩和斑纹的载体；色彩和斑纹的载体；u 决定种的特征。决定种的特征。第7页，讲稿共76张，创作于星期二二二 体壁的结构与功能体壁的结构与功能昆虫体壁由昆虫体壁由皮细胞皮细胞和和和和表皮表皮组成，通过底膜与血淋巴组成，通过底膜与血淋巴相分割。相分割。表皮层包含两层次：不表皮层包含两层次：不含几丁质的脂蛋白的外含几丁质的脂蛋白的外层层上表皮上表皮；几丁质与；几丁质与蛋白质结合体内层蛋白质结合体内层原表皮原表皮。表皮层中贯穿有孔道与表皮层中贯穿有孔道与蜡道。蜡道。第8页，讲稿共76张，创作于星期二第9页，讲稿共76张，创作于星期二第10页，讲稿共76张，创作于星期二体壁的主要结构与功能概述体壁的主要结构与功能概述上表皮层上表皮层结构最复杂，层次最多，位于最外层，是最结构最复杂，层次最多，位于最外层，是最结构最复杂，层次最多，位于最外层，是最结构最复杂，层次最多，位于最外层，是最重要的层次，具防水和不通透性，由皮细胞和皮细胞腺合成。重要的层次，具防水和不通透性，由皮细胞和皮细胞腺合成。重要的层次，具防水和不通透性，由皮细胞和皮细胞腺合成。重要的层次，具防水和不通透性，由皮细胞和皮细胞腺合成。外表皮外表皮外表皮外表皮通过通过通过通过几丁质蛋白质相互交联几丁质蛋白质相互交联增大表皮的硬增大表皮的硬度，硬化主要发生于斯；节肢蛋白、硬壳蛋白和黑色度，硬化主要发生于斯；节肢蛋白、硬壳蛋白和黑色素以及一些色素颗粒存在于此素以及一些色素颗粒存在于此。在关节处并不存在外表在关节处并不存在外表在关节处并不存在外表在关节处并不存在外表皮。皮。皮。皮。第11页，讲稿共76张，创作于星期二内表皮内表皮位于皮细胞层上方，位于皮细胞层上方，位于皮细胞层上方，位于皮细胞层上方，几丁质蛋白质组成未几丁质蛋白质组成未发生交联发生交联，连续分泌（日间层，连续分泌（日间层，连续分泌（日间层，连续分泌（日间层/夜层），可作为虫龄鉴别的夜层），可作为虫龄鉴别的夜层），可作为虫龄鉴别的夜层），可作为虫龄鉴别的依据。蜕皮时可被降解，在虫体柔软和柔性区域该层次发育依据。蜕皮时可被降解，在虫体柔软和柔性区域该层次发育依据。蜕皮时可被降解，在虫体柔软和柔性区域该层次发育依据。蜕皮时可被降解，在虫体柔软和柔性区域该层次发育完好，但不存在外表皮。完好，但不存在外表皮。完好，但不存在外表皮。完好，但不存在外表皮。孔道孔道孔道孔道从皮细胞层延伸到上表皮，与脂类物质分泌有关。从皮细胞层延伸到上表皮，与脂类物质分泌有关。从皮细胞层延伸到上表皮，与脂类物质分泌有关。从皮细胞层延伸到上表皮，与脂类物质分泌有关。皮细胞层皮细胞层皮细胞层皮细胞层体壁结构中唯一的活的层次，与表皮产生体壁结构中唯一的活的层次，与表皮产生有关，皮细胞可特化为皮腺、感受器和绛色细胞。有关，皮细胞可特化为皮腺、感受器和绛色细胞。第12页，讲稿共76张，创作于星期二 （一）真皮细胞（一）真皮细胞 起源：外胚层起源：外胚层起源：外胚层起源：外胚层 皮细胞层是表皮下面的单层多角形细胞，细胞间分界皮细胞层是表皮下面的单层多角形细胞，细胞间分界明显，也可能形成合胞体。明显，也可能形成合胞体。分布：虫体外围，部分特化为前肠、后肠、气管或分布：虫体外围，部分特化为前肠、后肠、气管或生殖道的管壁细胞。生殖道的管壁细胞。部分特化为腺细胞、毛原细胞和膜原细胞。部分特化为腺细胞、毛原细胞和膜原细胞。功能功能（1 1）分泌；（）分泌；（2 2）消化；（）消化；（）消化；（）消化；（3）修补伤口；（）修补伤口；（）修补伤口；（）修补伤口；（4 4）特）特）特）特化为感觉器和腺体。化为感觉器和腺体。化为感觉器和腺体。化为感觉器和腺体。第13页，讲稿共76张，创作于星期二u 昆虫以及其他节肢动物的代谢界限是以外表皮的内缘为昆虫以及其他节肢动物的代谢界限是以外表皮的内缘为昆虫以及其他节肢动物的代谢界限是以外表皮的内缘为昆虫以及其他节肢动物的代谢界限是以外表皮的内缘为界，而脊椎动物则以皮细胞层为界。界，而脊椎动物则以皮细胞层为界。界，而脊椎动物则以皮细胞层为界。界，而脊椎动物则以皮细胞层为界。uu 皮细胞的形状和内容物随着细胞的活动而发生很大变化。皮细胞的形状和内容物随着细胞的活动而发生很大变化。皮细胞的形状和内容物随着细胞的活动而发生很大变化。皮细胞的形状和内容物随着细胞的活动而发生很大变化。因此说因此说因此说因此说皮细胞具有周期性分解和合成表皮的能力。皮细胞具有周期性分解和合成表皮的能力。皮细胞具有周期性分解和合成表皮的能力。皮细胞具有周期性分解和合成表皮的能力。蜕皮间期，细胞呈多角形；蜕皮间期，细胞呈多角形；蜕皮期间，基膜内褶，变形，可增大从血液中吸收化合蜕皮期间，基膜内褶，变形，可增大从血液中吸收化合物的面积；物的面积；侧膜出现间隔桥粒，可减少细胞间相互作用；侧膜出现间隔桥粒，可减少细胞间相互作用；侧膜出现间隔桥粒，可减少细胞间相互作用；侧膜出现间隔桥粒，可减少细胞间相互作用；顶膜呈微绒毛状时，可分泌新表皮。顶膜成叶片状可分顶膜呈微绒毛状时，可分泌新表皮。顶膜成叶片状可分顶膜呈微绒毛状时，可分泌新表皮。顶膜成叶片状可分顶膜呈微绒毛状时，可分泌新表皮。顶膜成叶片状可分泌蜡质。泌蜡质。泌蜡质。泌蜡质。第14页，讲稿共76张，创作于星期二第15页，讲稿共76张，创作于星期二u皮细胞增长存在两种形式：体积的增大和细胞数皮细胞增长存在两种形式：体积的增大和细胞数目的增多。目的增多。u皮细胞都具有腺细胞的作用，不仅产生表皮层，皮细胞都具有腺细胞的作用，不仅产生表皮层，还能分泌蜕皮液，用于溶解和消化内表皮，吸收还能分泌蜕皮液，用于溶解和消化内表皮，吸收消化产物，修补损伤，决定虫体的表面形态等。消化产物，修补损伤，决定虫体的表面形态等。u一些皮细胞可特化为各种皮细胞腺，分泌信息素；一些皮细胞可特化为各种皮细胞腺，分泌信息素；u另一些皮细胞则特化为毒腺、蜡腺、臭腺、围另一些皮细胞则特化为毒腺、蜡腺、臭腺、围气门腺等。气门腺等。第16页，讲稿共76张，创作于星期二（二）表皮（二）表皮(cuticle)uu 表皮包括上表皮和原表皮。表皮包括上表皮和原表皮。表皮包括上表皮和原表皮。表皮包括上表皮和原表皮。uu 原表皮包括外表皮和内表皮。外表皮原表皮包括外表皮和内表皮。外表皮原表皮包括外表皮和内表皮。外表皮原表皮包括外表皮和内表皮。外表皮经鞣化和暗化的原表经鞣化和暗化的原表经鞣化和暗化的原表经鞣化和暗化的原表皮；内表皮皮；内表皮皮；内表皮皮；内表皮未经鞣化和暗化的原表皮。未经鞣化和暗化的原表皮。未经鞣化和暗化的原表皮。未经鞣化和暗化的原表皮。uu 表皮层的厚度在表皮层的厚度在表皮层的厚度在表皮层的厚度在1 1 1 1微米的几分之一到数十微米之间。微米的几分之一到数十微米之间。微米的几分之一到数十微米之间。微米的几分之一到数十微米之间。上表皮最薄，内表皮最厚；上表皮最薄，内表皮最厚；上表皮最薄，内表皮最厚；上表皮最薄，内表皮最厚；虫龄大的幼虫的表皮层比幼龄的厚；虫龄大的幼虫的表皮层比幼龄的厚；虫龄大的幼虫的表皮层比幼龄的厚；虫龄大的幼虫的表皮层比幼龄的厚；同一虫体的不同部位，表皮厚度存在差异同一虫体的不同部位，表皮厚度存在差异同一虫体的不同部位，表皮厚度存在差异同一虫体的不同部位，表皮厚度存在差异。第17页，讲稿共76张，创作于星期二棉铃虫雌成虫表皮的超微形态棉铃虫雌成虫表皮的超微形态上表皮上表皮上表皮上表皮外表皮外表皮外表皮外表皮内表皮内表皮内表皮内表皮皮细胞层皮细胞层皮细胞层皮细胞层底膜底膜底膜底膜原表皮原表皮原表皮原表皮第18页，讲稿共76张，创作于星期二下图和右图是家蝇幼虫的横切面，真下图和右图是家蝇幼虫的横切面，真下图和右图是家蝇幼虫的横切面，真下图和右图是家蝇幼虫的横切面，真皮细胞层和上表皮和表皮的其他层次，皮细胞层和上表皮和表皮的其他层次，皮细胞层和上表皮和表皮的其他层次，皮细胞层和上表皮和表皮的其他层次，主要是内表皮。还有血细胞和脂肪体主要是内表皮。还有血细胞和脂肪体主要是内表皮。还有血细胞和脂肪体主要是内表皮。还有血细胞和脂肪体细胞细胞细胞细胞第19页，讲稿共76张，创作于星期二1.1.上表皮上表皮(Epicuticle)n 上表皮是表皮的最外层，上表皮是表皮层中最外的上表皮是表皮的最外层，上表皮是表皮层中最外的一层，也是最薄的一层；也是分层最多的一层。一层，也是最薄的一层；也是分层最多的一层。n 组成：脂蛋白组成，不含几丁质；组成：脂蛋白组成，不含几丁质；n 厚度：一般在厚度：一般在1 1 1 1微米以下，最厚不超过微米以下，最厚不超过微米以下，最厚不超过微米以下，最厚不超过4 4微米微米n 分层：粘胶层（护蜡层）、蜡层、表皮质层（角质分层：粘胶层（护蜡层）、蜡层、表皮质层（角质精层）和多元酚层。精层）和多元酚层。第20页，讲稿共76张，创作于星期二 1）粘胶层（）粘胶层（Cement Layer）位于上表皮的最外层，是真皮细胞腺分泌。位于上表皮的最外层，是真皮细胞腺分泌。位于上表皮的最外层，是真皮细胞腺分泌。位于上表皮的最外层，是真皮细胞腺分泌。来源：由皮细胞在蜕皮时或蜕皮后分泌；来源：由皮细胞在蜕皮时或蜕皮后分泌；来源：由皮细胞在蜕皮时或蜕皮后分泌；来源：由皮细胞在蜕皮时或蜕皮后分泌；化学组成：蜡质、类脂、鞣化蛋白质；化学组成：蜡质、类脂、鞣化蛋白质；其功能包括：保护蜡层，储存类脂，修补表面损伤，防止其功能包括：保护蜡层，储存类脂，修补表面损伤，防止其功能包括：保护蜡层，储存类脂，修补表面损伤，防止其功能包括：保护蜡层，储存类脂，修补表面损伤，防止水分蒸散。水分蒸散。水分蒸散。水分蒸散。注意：注意：注意：注意：体型大、生活在潮湿环境的昆虫，护蜡层是亲水体型大、生活在潮湿环境的昆虫，护蜡层是亲水体型大、生活在潮湿环境的昆虫，护蜡层是亲水体型大、生活在潮湿环境的昆虫，护蜡层是亲水的。的。的。的。第21页，讲稿共76张，创作于星期二 2 2）蜡层（）蜡层（Wax LayerWax Layer）位置：位于护蜡层下方位置：位于护蜡层下方位置：位于护蜡层下方位置：位于护蜡层下方 厚度：厚度：厚度：厚度：0.20.20.30.3微米微米微米微米 来源：皮细胞来源：皮细胞来源：皮细胞来源：皮细胞 化学组成：长链烃类、固醇、脂肪酸（化学组成：长链烃类、固醇、脂肪酸（化学组成：长链烃类、固醇、脂肪酸（化学组成：长链烃类、固醇、脂肪酸（25 25 31C 31C）蜡的合成在蜡道内进行。蜡的合成在蜡道内进行。蜡的合成在蜡道内进行。蜡的合成在蜡道内进行。蜡层一般分为三个层次：蜡霜层脂类层单层蜡分子层，具有很强的蜡层一般分为三个层次：蜡霜层脂类层单层蜡分子层，具有很强的蜡层一般分为三个层次：蜡霜层脂类层单层蜡分子层，具有很强的蜡层一般分为三个层次：蜡霜层脂类层单层蜡分子层，具有很强的疏水性。疏水性。疏水性。疏水性。适当温度或有机溶剂可扰乱蜡层的分子排列，造成虫体内大量水适当温度或有机溶剂可扰乱蜡层的分子排列，造成虫体内大量水适当温度或有机溶剂可扰乱蜡层的分子排列，造成虫体内大量水适当温度或有机溶剂可扰乱蜡层的分子排列，造成虫体内大量水分蒸散。分蒸散。分蒸散。分蒸散。蜡层还可阻止外来物的侵入（如辛酸和己酸对真菌侵染有很强的抵蜡层还可阻止外来物的侵入（如辛酸和己酸对真菌侵染有很强的抵蜡层还可阻止外来物的侵入（如辛酸和己酸对真菌侵染有很强的抵蜡层还可阻止外来物的侵入（如辛酸和己酸对真菌侵染有很强的抵抗力）。抗力）。抗力）。抗力）。第22页，讲稿共76张，创作于星期二 3）表皮质层（）表皮质层（Cuticle Layer）即角质精层，又称）即角质精层，又称为外上表皮层为外上表皮层。表皮质层是皮细胞最先分泌形成的一层，广泛存在。表皮质层是皮细胞最先分泌形成的一层，广泛存在。来源：绛色细胞。来源：绛色细胞。化学成分：被醌鞣化的脂蛋白，性质稳定。化学成分：被醌鞣化的脂蛋白，性质稳定。化学成分：被醌鞣化的脂蛋白，性质稳定。化学成分：被醌鞣化的脂蛋白，性质稳定。功能功能功能功能 表皮通透性的屏障；表皮通透性的屏障；表皮通透性的屏障；表皮通透性的屏障；决定虫体体表模式如刻纹、微刺、刚毛、鳞片等；决定虫体体表模式如刻纹、微刺、刚毛、鳞片等；决定虫体体表模式如刻纹、微刺、刚毛、鳞片等；决定虫体体表模式如刻纹、微刺、刚毛、鳞片等；限制虫体的生长；限制虫体的生长；决定虫体表面的化学性质。决定虫体表面的化学性质。第23页，讲稿共76张，创作于星期二 4）多元酚层）多元酚层（Polyphenol Layer）又称为内上表皮）又称为内上表皮层，层，多元酚层不是所有昆虫都具有。多元酚层不是所有昆虫都具有。来源：皮细胞来源：皮细胞 厚度厚度：0.5-2.0m。化学成分：鞣化的脂蛋白与多元酚的复合体，主要化学成分：鞣化的脂蛋白与多元酚的复合体，主要有多酚氧化酶。有多酚氧化酶。功能：修复伤口。功能：修复伤口。第24页，讲稿共76张，创作于星期二 2.原表皮（原表皮（Procuticle）原表皮主要是由几丁质与蛋白质的复合体组成。原表皮主要是由几丁质与蛋白质的复合体组成。原表皮包括外表皮（原表皮包括外表皮（exocuticle）和内表皮）和内表皮）和内表皮）和内表皮(endocuticle)外表皮是体壁中最硬的一层，是外表皮是体壁中最硬的一层，是外表皮是体壁中最硬的一层，是外表皮是体壁中最硬的一层，是经过鞣化和暗化的原表经过鞣化和暗化的原表经过鞣化和暗化的原表经过鞣化和暗化的原表皮皮皮皮，对蜕皮液、矿物质酸具有强抵抗力。，对蜕皮液、矿物质酸具有强抵抗力。，对蜕皮液、矿物质酸具有强抵抗力。，对蜕皮液、矿物质酸具有强抵抗力。内表皮是体壁中最厚的一层，是内表皮是体壁中最厚的一层，是没有经过鞣化和暗化没有经过鞣化和暗化的原表皮的原表皮；内表皮可以形成许多片层，似树的年轮，在有翅亚纲内表皮可以形成许多片层，似树的年轮，在有翅亚纲昆虫明显。昆虫明显。第25页，讲稿共76张，创作于星期二 1 1）外表皮）外表皮n 外表皮紧接在上表皮的下方，主要由几丁质和蛋白外表皮紧接在上表皮的下方，主要由几丁质和蛋白质组成，是经过暗化和鞣化的表皮部分。质组成，是经过暗化和鞣化的表皮部分。n 外表皮对蜕皮液有很强的抵抗性，蜕皮时不能被消化，外表皮对蜕皮液有很强的抵抗性，蜕皮时不能被消化，与上表皮一同被脱掉。与上表皮一同被脱掉。n n 外表皮一般比内表皮要薄。外表皮一般比内表皮要薄。外表皮一般比内表皮要薄。外表皮一般比内表皮要薄。n n 表皮被鞣化的程度依赖于两个因素：表皮被鞣化的程度依赖于两个因素：表皮被鞣化的程度依赖于两个因素：表皮被鞣化的程度依赖于两个因素：原表皮内所含基质的合适性；原表皮内所含基质的合适性；原表皮内所含基质的合适性；原表皮内所含基质的合适性；鞣化剂的分泌量和分泌时间。鞣化剂的分泌量和分泌时间。鞣化剂的分泌量和分泌时间。鞣化剂的分泌量和分泌时间。结论：表皮的硬化反应是由皮细胞控制的。结论：表皮的硬化反应是由皮细胞控制的。第26页，讲稿共76张，创作于星期二 2 2）内表皮）内表皮 内表皮是表皮层中最下的一个层次，也是最厚的一个层次，内表皮是表皮层中最下的一个层次，也是最厚的一个层次，内表皮是表皮层中最下的一个层次，也是最厚的一个层次，内表皮是表皮层中最下的一个层次，也是最厚的一个层次，约约约约10-20010-200微米，含有许多平行片层结构和纵行孔道。微米，含有许多平行片层结构和纵行孔道。内表皮是一个营养物质的贮存库，当脱皮时或饥饿时，可内表皮是一个营养物质的贮存库，当脱皮时或饥饿时，可内表皮是一个营养物质的贮存库，当脱皮时或饥饿时，可内表皮是一个营养物质的贮存库，当脱皮时或饥饿时，可被消化重新吸收。被消化重新吸收。被消化重新吸收。被消化重新吸收。内表皮的化学成分主要是几丁质和蛋白质。几丁质内表皮的化学成分主要是几丁质和蛋白质。几丁质含量可达干重的含量可达干重的60%60%，外表皮仅，外表皮仅22%。蛋白质一种为。蛋白质一种为。蛋白质一种为。蛋白质一种为节肢蛋白，可溶于热水中，另一种是糖蛋白。内表皮中节肢蛋白，可溶于热水中，另一种是糖蛋白。内表皮中节肢蛋白，可溶于热水中，另一种是糖蛋白。内表皮中节肢蛋白，可溶于热水中，另一种是糖蛋白。内表皮中水分达水分达水分达水分达3050%。蜕皮时内表皮可被消化而重新吸收。蜕皮时内表皮可被消化而重新吸收。第27页，讲稿共76张，创作于星期二昆虫可每日沉积几丁质层，昆虫可每日沉积几丁质层，昆虫可每日沉积几丁质层，昆虫可每日沉积几丁质层，因此出现了日层因此出现了日层因此出现了日层因此出现了日层/夜层，这夜层，这夜层，这夜层，这样可通过沉积层判断昆虫的样可通过沉积层判断昆虫的样可通过沉积层判断昆虫的样可通过沉积层判断昆虫的日龄。日龄。日龄。日龄。其中螺旋层是比较原始的方式，其中螺旋层是比较原始的方式，其中螺旋层是比较原始的方式，其中螺旋层是比较原始的方式，而平行片层则是比较进化的方而平行片层则是比较进化的方而平行片层则是比较进化的方而平行片层则是比较进化的方式。式。式。式。夜层夜层夜层夜层日层日层日层日层夜层夜层夜层夜层日层日层日层日层第28页，讲稿共76张，创作于星期二3.孔道和蜡道孔道和蜡道孔道（孔道（孔道（孔道（pore canalpore canal）是直径为）是直径为）是直径为）是直径为0.1-0.15m0.1-0.15m的表皮通道，从真皮细胞开始的表皮通道，从真皮细胞开始的表皮通道，从真皮细胞开始的表皮通道，从真皮细胞开始延伸，通过原表皮到达上表皮。较大的孔道常被压扁，呈带状，有的弯延伸，通过原表皮到达上表皮。较大的孔道常被压扁，呈带状，有的弯延伸，通过原表皮到达上表皮。较大的孔道常被压扁，呈带状，有的弯延伸，通过原表皮到达上表皮。较大的孔道常被压扁，呈带状，有的弯曲为螺旋状。孔道的功能为输送脂类物质和支撑表皮。曲为螺旋状。孔道的功能为输送脂类物质和支撑表皮。曲为螺旋状。孔道的功能为输送脂类物质和支撑表皮。曲为螺旋状。孔道的功能为输送脂类物质和支撑表皮。在上表皮中只有蜡道（在上表皮中只有蜡道（在上表皮中只有蜡道（在上表皮中只有蜡道（wax canalwax canal），而无孔道。蜡道可被四氧化），而无孔道。蜡道可被四氧化），而无孔道。蜡道可被四氧化），而无孔道。蜡道可被四氧化锇所染色。锇所染色。锇所染色。锇所染色。通过孔道出来的化学物质可向四周扩散，从而覆盖整个表皮。通过孔道出来的化学物质可向四周扩散，从而覆盖整个表皮。通过孔道出来的化学物质可向四周扩散，从而覆盖整个表皮。通过孔道出来的化学物质可向四周扩散，从而覆盖整个表皮。第29页，讲稿共76张，创作于星期二（三）底膜（三）底膜n n底膜是皮细胞基膜下方的双层结缔组织，厚度为底膜是皮细胞基膜下方的双层结缔组织，厚度为底膜是皮细胞基膜下方的双层结缔组织，厚度为底膜是皮细胞基膜下方的双层结缔组织，厚度为0.5微米，内微米，内层为屋顶形的致密层，外层为网状层。层为屋顶形的致密层，外层为网状层。n n来源：血细胞分泌（是一种吞噬细胞分泌的）。来源：血细胞分泌（是一种吞噬细胞分泌的）。来源：血细胞分泌（是一种吞噬细胞分泌的）。来源：血细胞分泌（是一种吞噬细胞分泌的）。n n组成：中性粘多糖组成，是一层无定形颗粒状组成的薄膜。组成：中性粘多糖组成，是一层无定形颗粒状组成的薄膜。组成：中性粘多糖组成，是一层无定形颗粒状组成的薄膜。组成：中性粘多糖组成，是一层无定形颗粒状组成的薄膜。n n功能：功能：功能：功能：保护皮细胞，保护皮细胞，保护皮细胞，保护皮细胞，是血淋巴与皮细胞层之间的选择性屏障；是血淋巴与皮细胞层之间的选择性屏障；是血淋巴与皮细胞层之间的选择性屏障；是血淋巴与皮细胞层之间的选择性屏障；联络作用联络作用。底膜在表皮结构完整性和自我识别方面起重要作用。底膜在表皮结构完整性和自我识别方面起重要作用。底膜在表皮结构完整性和自我识别方面起重要作用。底膜在表皮结构完整性和自我识别方面起重要作用。第30页，讲稿共76张，创作于星期二图示：在黑花蝇图示：在黑花蝇Phormia Phormia reginaregina滤泡细胞中加入阳滤泡细胞中加入阳滤泡细胞中加入阳滤泡细胞中加入阳离子化铁蛋白分子，可以离子化铁蛋白分子，可以离子化铁蛋白分子，可以离子化铁蛋白分子，可以观察到阳离子被吸附到基观察到阳离子被吸附到基观察到阳离子被吸附到基观察到阳离子被吸附到基膜的阴离子位点，说明基膜的阴离子位点，说明基膜的阴离子位点，说明基膜的阴离子位点，说明基膜带电。膜带电。膜带电。膜带电。第31页，讲稿共76张，创作于星期二三三 表皮的化学成分表皮的化学成分 表皮的主要化学成分是表皮的主要化学成分是几丁质和蛋白质几丁质和蛋白质，此，此外还包括酚类、脂类、色素和无机盐等。外还包括酚类、脂类、色素和无机盐等。（一）几丁质（一）几丁质 几丁质是昆虫表皮的重要成分之一，占虫体干重的几丁质是昆虫表皮的重要成分之一，占虫体干重的2540%。是自然界中广泛存在的多糖。它是由。是自然界中广泛存在的多糖。它是由。是自然界中广泛存在的多糖。它是由。是自然界中广泛存在的多糖。它是由N-乙酰乙酰乙酰乙酰D-D-葡萄糖胺通过葡萄糖胺通过-1，4-糖苷键聚合而成。糖苷键聚合而成。几丁质是纤维素的一种衍生物，分子量为几丁质是纤维素的一种衍生物，分子量为5，000000150150，000道尔顿，残基数道尔顿，残基数道尔顿，残基数道尔顿，残基数5010050100不等，化学性质非常不等，化学性质非常不等，化学性质非常不等，化学性质非常稳定。稳定。稳定。稳定。第32页，讲稿共76张，创作于星期二 几丁质的分子结构几丁质的分子结构N-N-乙酰乙酰乙酰乙酰-D-D-葡萄糖胺通过葡萄糖胺通过葡萄糖胺通过葡萄糖胺通过-1-1，4-4-糖苷键聚合而成；糖苷键聚合而成；糖苷键聚合而成；糖苷键聚合而成；15-3015-30个几丁质个几丁质个几丁质个几丁质分子构成几丁质纤维，外包蛋白质，形成几丁质纤丝。分子构成几丁质纤维，外包蛋白质，形成几丁质纤丝。分子构成几丁质纤维，外包蛋白质，形成几丁质纤丝。分子构成几丁质纤维，外包蛋白质，形成几丁质纤丝。N-N-乙酰氨基葡萄糖乙酰氨基葡萄糖乙酰氨基葡萄糖乙酰氨基葡萄糖-氨基葡糖多聚体氨基葡糖多聚体氨基葡糖多聚体氨基葡糖多聚体第33页，讲稿共76张，创作于星期二第34页，讲稿共76张，创作于星期二u 几丁质的排列形式几丁质的排列形式 （1 1）-几丁质：几丁质：异向平行排列，在昆虫体内广异向平行排列，在昆虫体内广泛存在；泛存在；（2 2）-几丁质：同向平行排列，比较少见，存几丁质：同向平行排列，比较少见，存在于几种昆虫的茧壳中；在于几种昆虫的茧壳中；（3 3）-几丁质：两条链是同向的，第三条链是异向几丁质：两条链是同向的，第三条链是异向的，各条链相互平行，只存在于部分甲虫的茧壳和的，各条链相互平行，只存在于部分甲虫的茧壳和沙漠蝗的围食膜中。沙漠蝗的围食膜中。第35页，讲稿共76张，创作于星期二几丁质的排列形式几丁质的排列形式第36页，讲稿共76张，创作于星期二u 几丁质的化学性质几丁质的化学性质 几丁质具有高度的稳定性和不溶性，使得昆虫表皮成为几丁质具有高度的稳定性和不溶性，使得昆虫表皮成为几丁质具有高度的稳定性和不溶性，使得昆虫表皮成为几丁质具有高度的稳定性和不溶性，使得昆虫表皮成为有效的保护层；有效的保护层；有效的保护层；有效的保护层；表皮上的几丁质主要为表皮上的几丁质主要为-几丁质几丁质，它在水中不明显膨，它在水中不明显膨，它在水中不明显膨，它在水中不明显膨胀，主要存在于不再生长的外骨骼，给表皮带来了物理上胀，主要存在于不再生长的外骨骼，给表皮带来了物理上胀，主要存在于不再生长的外骨骼，给表皮带来了物理上胀，主要存在于不再生长的外骨骼，给表皮带来了物理上的稳定性。的稳定性。的稳定性。的稳定性。几丁质与蛋白质的交联方式，形成了外骨骼稳定而不可几丁质与蛋白质的交联方式，形成了外骨骼稳定而不可几丁质与蛋白质的交联方式，形成了外骨骼稳定而不可几丁质与蛋白质的交联方式，形成了外骨骼稳定而不可改变的结构。改变的结构。改变的结构。改变的结构。外骨骼的出现是在进化过程中同连续生长发育的动物竞外骨骼的出现是在进化过程中同连续生长发育的动物竞外骨骼的出现是在进化过程中同连续生长发育的动物竞外骨骼的出现是在进化过程中同连续生长发育的动物竞争时的一个优势，但也造成自身生长的不连续发育，因此必争时的一个优势，但也造成自身生长的不连续发育，因此必争时的一个优势，但也造成自身生长的不连续发育，因此必争时的一个优势，但也造成自身生长的不连续发育，因此必须蜕皮。须蜕皮。须蜕皮。须蜕皮。第37页，讲稿共76张，创作于星期二u 几丁质的生物合成和降解几丁质的生物合成和降解 昆虫体内存在很活跃的几丁质合成和降解酶系，蜕皮激昆虫体内存在很活跃的几丁质合成和降解酶系，蜕皮激昆虫体内存在很活跃的几丁质合成和降解酶系，蜕皮激昆虫体内存在很活跃的几丁质合成和降解酶系，蜕皮激素是控制这两种体系的主导因子。素是控制这两种体系的主导因子。素是控制这两种体系的主导因子。素是控制这两种体系的主导因子。几丁质合成始于海藻糖或糖原降解形成的葡萄糖，几丁质合成始于海藻糖或糖原降解形成的葡萄糖，首先由皮细胞合成其前提物首先由皮细胞合成其前提物几丁单体，在几丁质合几丁单体，在几丁质合成酶作用下聚合成几丁质维丝。成酶作用下聚合成几丁质维丝。几丁质可在几丁质酶的作用下被消化和再吸收，用来合几丁质可在几丁质酶的作用下被消化和再吸收，用来合几丁质可在几丁质酶的作用下被消化和再吸收，用来合几丁质可在几丁质酶的作用下被消化和再吸收，用来合成新的表皮。成新的表皮。成新的表皮。成新的表皮。很多化合物可控制表皮中几丁质的合成，这是一类很多化合物可控制表皮中几丁质的合成，这是一类以几丁质酶为靶标的杀虫剂，如甲酰脲类化合物的灭幼以几丁质酶为靶标的杀虫剂，如甲酰脲类化合物的灭幼脲，可抑制几丁质合成酶的活性，使几丁质合成受阻，脲，可抑制几丁质合成酶的活性，使几丁质合成受阻，从而影响蜕皮。从而影响蜕皮。第38页，讲稿共76张，创作于星期二u几丁质的生物合成几丁质的生物合成 几丁质合成始于海几丁质合成始于海藻糖或糖原降解形成的藻糖或糖原降解形成的葡萄糖，首先由皮细胞葡萄糖，首先由皮细胞合成其前提物合成其前提物几丁几丁单体，在几丁质合成酶单体，在几丁质合成酶作用下聚合成几丁质维作用下聚合成几丁质维丝。丝。第39页，讲稿共76张，创作于星期二 （二）蛋白质（二）蛋白质 蛋白质是决定昆虫表皮物理性质的重要组分。蛋白质是决定昆虫表皮物理性质的重要组分。上表皮和原表皮中含大量的蛋白质，在外表皮中形上表皮和原表皮中含大量的蛋白质，在外表皮中形成鞣化蛋白。成鞣化蛋白。蛋白质占表皮干重的蛋白质占表皮干重的50%以上，其含量因昆以上，其含量因昆虫的种、发育阶段、不同区域有差异。虫的种、发育阶段、不同区域有差异。结合形式：与几丁质或脂类蛋白结合成糖结合形式：与几丁质或脂类蛋白结合成糖蛋白或者脂蛋白，外表皮中的大部分蛋白质是蛋白或者脂蛋白，外表皮中的大部分蛋白质是性质稳定、结构坚硬的鞣化蛋白。性质稳定、结构坚硬的鞣化蛋白。第40页，讲稿共76张，创作于星期二 表皮蛋白具有保护和防卫功能。表皮蛋白具有针表皮蛋白具有保护和防卫功能。表皮蛋白具有针对细菌或者其他机体入侵的防护功能。对细菌或者其他机体入侵的防护功能。昆虫表皮中主要蛋白为节肢蛋白和橡胶质精，昆虫表皮中主要蛋白为节肢蛋白和橡胶质精，后者存在于与飞行和跳跃运动有关的弹性韧带中。后者存在于与飞行和跳跃运动有关的弹性韧带中。表皮蛋白中的氨基酸组成，影响表皮的机械性表皮蛋白中的氨基酸组成，影响表皮的机械性能，特别是对水的亲和性。能，特别是对水的亲和性。在原表皮中，蛋白质与几丁质之间以共价键方在原表皮中，蛋白质与几丁质之间以共价键方式结合。式结合。第41页，讲稿共76张，创作于星期二u 蛋白质种类蛋白质种类 硬壳蛋白硬壳蛋白 几丁质酶几丁质酶 蛋白酶蛋白酶 蜕皮时皮细胞分泌的消化内表皮蛋白蜕皮时皮细胞分泌的消化内表皮蛋白 节肢弹性蛋白节肢弹性蛋白 一种无色蛋白，又称为橡胶质精，存在于足，翅一种无色蛋白，又称为橡胶质精，存在于足，翅的关节等处，可贮存能量，用于弹性收缩。的关节等处，可贮存能量，用于弹性收缩。第42页，讲稿共76张，创作于星期二 （三）脂类（三）脂类 昆虫表皮脂类是高度复杂的混合物，含有化合物几十昆虫表皮脂类是高度复杂的混合物，含有化合物几十昆虫表皮脂类是高度复杂的混合物，含有化合物几十昆虫表皮脂类是高度复杂的混合物，含有化合物几十种，主要成分有烃、醇和蜡脂、游离脂肪酸、甾醇等，此种，主要成分有烃、醇和蜡脂、游离脂肪酸、甾醇等，此种，主要成分有烃、醇和蜡脂、游离脂肪酸、甾醇等，此种，主要成分有烃、醇和蜡脂、游离脂肪酸、甾醇等，此外还有少量的醛类和酮类。外还有少量的醛类和酮类。外还有少量的醛类和酮类。外还有少量的醛类和酮类。1.1.烃类具有种的特异性，主要是奇数或偶数的烃类具有种的特异性，主要是奇数或偶数的烃类具有种的特异性，主要是奇数或偶数的烃类具有种的特异性，主要是奇数或偶数的12-2212-22碳碳碳碳烃，饱和和不饱和都有，直链较多，支链很少。烃，饱和和不饱和都有，直链较多，支链很少。烃，饱和和不饱和都有，直链较多，支链很少。烃，饱和和不饱和都有，直链较多，支链很少。2.脂类是由真皮细胞及其附近脂肪体合成，绛色细脂类是由真皮细胞及其附近脂肪体合成，绛色细胞也参与其合成。合成的原料来自脂肪酸。昆虫可通过胞也参与其合成。合成的原料来自脂肪酸。昆虫可通过真皮细胞及孔道和蜡道，在上表皮中沉积。真皮细胞及孔道和蜡道，在上表皮中沉积。第43页，讲稿共76张，创作于星期二 3.3.蜡：蜡：25-31奇数或偶数碳的烃。奇数或偶数碳的烃。表皮具有较强的疏水性和保水性。表皮具有较强的疏水性和保水性。蜡分子是单分子排列的，每个分子与表面呈蜡分子是单分子排列的，每个分子与表面呈蜡分子是单分子排列的，每个分子与表面呈蜡分子是单分子排列的，每个分子与表面呈2525倾斜，极倾斜，极倾斜，极倾斜，极性朝内，非极性朝外，分子排列紧密，水分子很难透过蜡性朝内，非极性朝外，分子排列紧密，水分子很难透过蜡性朝内，非极性朝外，分子排列紧密，水分子很难透过蜡性朝内，非极性朝外，分子排列紧密，水分子很难透过蜡层。破坏蜡层结构对昆虫来说是致命的层。破坏蜡层结构对昆虫来说是致命的层。破坏蜡层结构对昆虫来说是致命的层。破坏蜡层结构对昆虫来说是致命的。在防治仓贮害虫时，可使用惰性粉摩擦以破坏昆虫在防治仓贮害虫时，可使用惰性粉摩擦以破坏昆虫体表的蜡层，从而使昆虫体内水分散失而死亡。体表的蜡层，从而使昆虫体内水分散失而死亡。第44页，讲稿共76张，创作于星期二u 蜡层一般分为三个层次蜡层一般分为三个层次 最外面是蜡霜层，结构比较松散；最外面是蜡霜层，结构比较松散；最外面是蜡霜层，结构比较松散；最外面是蜡霜层，结构比较松散；其次是排列不很规则的脂类层；其次是排列不很规则的脂类层；其次是排列不很规则的脂类层；其次是排列不很规则的脂类层；最里面是排列比较致密的单层蜡分子层，具有很强的疏水性，最里面是排列比较致密的单层蜡分子层，具有很强的疏水性，最里面是排列比较致密的单层蜡分子层，具有很强的疏水性，最里面是排列比较致密的单层蜡分子层，具有很强的疏水性，水分子无法通过此层进入虫体内。水分子无法通过此层进入虫体内。水分子无法通过此层进入虫体内。水分子无法通过此层进入虫体内。吸血蝽、黄粉甲、菜粉蝶的蜡层常在两个临界温度下，吸血蝽、黄粉甲、菜粉蝶的蜡层常在两个临界温度下，出现失水量增高的现象。一个是出现失水量增高的现象。一个是29-3029-30，另一个是，另一个是36-36-4040。适当温度或有机溶剂处理蜡层，可扰乱其分子排列，造成适当温度或有机溶剂处理蜡层，可扰乱其分子排列，造成适当温度或有机溶剂处理蜡层，可扰乱其分子排列，造成适当温度或有机溶剂处理蜡层，可扰乱其分子排列，造成虫体内大量水分蒸散。蜡层保持水分；阻止外来物的侵入（如虫体内大量水分蒸散。蜡层保持水分；阻止外来物的侵入（如虫体内大量水分蒸散。蜡层保持水分；阻止外来物的侵入（如虫体内大量水分蒸散。蜡层保持水分；阻止外来物的侵入（如辛酸和己酸对真菌侵染有很强的抵抗力）。辛酸和己酸对真菌侵染有很强的抵抗力）。辛酸和己酸对真菌侵染有很强的抵抗力）。辛酸和己酸对真菌侵染有很强的抵抗力）。第45页，讲稿共76张，创作于星期二HydrocarbonsHydrocarbons：烃类：烃类：烃类：烃类wax esterswax esters：蜡脂：蜡脂：蜡脂：蜡脂free fatty acidsfree fatty acids：