昆虫学的生物学省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx
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1、第二篇第二篇 昆虫生物学昆虫生物学第1页昆虫的生物学定义及其研究内容定义及其研究内容昆昆虫虫生生物物学学是是研研究究昆昆虫虫生生命命活活动动规规律律一一门门科科学学,主主要要研研究究昆昆虫虫个个体体发发育育史史(包包含含昆昆虫虫生生殖殖、胚胚胎胎发发育育、胚胚后后发发育育及及成成虫虫各各个个时时期期生生命命特特征征)和和年生活史。年生活史。第2页昆虫的生物学第五章第五章 昆昆 虫虫 生生 殖殖 方方 法法第3页昆虫的生物学第一节第一节 昆虫性别昆虫性别1、昆虫性别在正常情况下,昆虫个体性别有3种情况:n雌性(female):惯用“”表示,大多数种类中,雌性成虫略比同种雄性个体大,颜色较暗淡,活
2、动能力较差,寿命较长。n雄性(male):惯用“”表示,多数雄性个体比同种雌性个体小,色泽鲜艳,活动能力强,寿命短。n雌雄同体(hermaphrodite):指正常情况下卵巢与精巢并存于同一个体中现象。如襀翅目、同翅目、双翅目等昆虫。第4页昆虫的生物学2、雌雄二型现象(sexual dimorphism):同种雌雄个体除生殖器官结构差异和第2性征不一样外,在大小、颜色、结构等方面存在显著差异现象。锹甲雄雌第5页昆虫的生物学吹绵蚧雌虫吹绵蚧雄虫第6页昆虫的生物学3、多多型型现现象象(polymorphism):指指同同种种昆昆虫虫含含有有两两种种或或更更多多不不一一样样类类型型个个体体现现象象,
3、而而这这种种不不一一样样类类型型分分化化并并非非表表现现在在雌雌雄雄差差异异上上,即即在在同同一一性性别别个个体体中中出出现现不不一一样样类类型型分分化化。它它不不但但出出现现在在成成虫虫期期,也也可可出出现现在在幼幼虫虫期期。如如有有翅翅蚜蚜、无翅蚜,社会性昆虫蜜蜂、蚂蚁等。无翅蚜,社会性昆虫蜜蜂、蚂蚁等。有翅孤雌蚜无翅孤雌蚜棉蚜多型现象棉蚜多型现象第7页昆虫的生物学4、雌雄同体(hermaphrodite)分两种类型:(1)非 功 效 性 雌 雄 同 体(non-functional hermaphrodite):又叫副雌雄同体(accessory hermaphrodite)或 退 化
4、性 雌 雄 同 体(rudimentary hermaphro-dite),就是说即使同一个体中有卵巢和睾丸,但只有一个性器官能够成熟,只能异体受精。第8页昆虫的生物学(2)功效性雌雄同体(functional herma-phrodite):这种雌雄同体有两种情况,可自体受精,但雌雄同体个体间不能够异体受精,偶然会有少数卵细胞不受精直接发育为雄性个体,这种雄性个体可与雌雄同体个体进行交配;雌雄同体个体间可异体受精,也可自体受精。第9页昆虫的生物学第10页昆虫的生物学第二节第二节 昆虫生殖方法昆虫生殖方法从受精机制分:n两性生殖两性生殖(sexual reproduction)n孤雌生殖孤雌生
5、殖(parthenogenesis)从产生后代个数分:n单胚生殖单胚生殖(monembrony):一个卵产生一个个体;:一个卵产生一个个体;n多胚生殖多胚生殖(polyembrony):一个卵产生多个个体。:一个卵产生多个个体。从产生后代虫态分:n卵生卵生(oviparity):子代离开母体虫态为卵;:子代离开母体虫态为卵;n胎生胎生(viviparity):子代离开母体虫态为若虫或幼虫。:子代离开母体虫态为若虫或幼虫。雌雄同体呢?第11页昆虫的生物学一、昆虫两性生殖一、昆虫两性生殖昆虫绝大多数种类进行两性生殖、卵生。两性生殖需要经过雌雄交配,雄性个体产生精子与雌性个体产生卵子结合后,才能正常
6、发育成新个体。昆虫两性生殖特点:卵通常必须接收了精子之后,卵核才能进行成熟分裂(减数分裂);而雄虫在排精时已经减数分裂。第12页昆虫的生物学二、昆虫几个特殊生殖方式二、昆虫几个特殊生殖方式1、孤雌生殖(parthenogenesis)指指昆昆虫虫卵卵不不经经过过受受精精也也能能发发育育成成新新个体现象。普通可分为:个体现象。普通可分为:1)兼性孤雌生殖(facultative partheno-genesis):又 叫 偶 发 性 孤 雌 生 殖(sporadic par-thenogenesis),即大多数情况下进行两性生殖,但偶然会出现不受精卵发育成新个体现象,见于膜翅目、鳞翅目、缨翅目、
7、同翅目等类群。第13页昆虫的生物学2)专性孤雌生殖(obligate parthenogenesis):经 常 性 孤 雌 生 殖(constant parthenoge-nesis):几乎完全经过孤雌生殖方式进行;周 期 性 孤 雌 生 殖(cyclical partheno-genesis):两性生殖与孤雌生殖随季节变迁交替进行,即异态交替(heterogeny),如蚜虫;幼体生殖(paedogenesis);地 理 性 孤 雌 生 殖(geographical parthe-nogenesis):在一个昆虫两个变型中,一个行两性生殖,另一个行孤雌生殖。第14页昆虫的生物学2、多胚生殖、多
8、胚生殖(polyembryony)1个卵产生个卵产生2个或更多个胚胎生殖方法,常见于寄个或更多个胚胎生殖方法,常见于寄生性膜翅目昆虫及一个捻翅目昆虫中。生性膜翅目昆虫及一个捻翅目昆虫中。跳小蜂多胚生殖跳小蜂多胚生殖A.卵卵(示极体和卵核示极体和卵核);B.卵分化为胚区和滋养区卵分化为胚区和滋养区;C.多胚横截面多胚横截面;D.小蜂寄生小蜂寄生状状第15页昆虫的生物学3、胎生(viviparity)胎生是指由母体直接产出幼体生殖方式。可分为以下4种类型。1)卵胎生(ovoviviparity):胚胎所需养分全部由卵供给,胚胎发育在母体内完成,卵在母体内孵化,孵化后很快幼虫便离开母体。从营养源来看
9、,与卵生相同。代表:蓟马、介壳虫等。第16页昆虫的生物学2)腺养胎生(adenotrophicviviparity):l胚胎发育养分也由卵供给,但幼虫从卵中孵化出来后并不马上离开母体,而是借居在母体阴道膨大而形成“子宫”内,由母体附腺供给幼虫养分,直到幼虫靠近化蛹时才被产出体外,刚产出幼体很快便化蛹,故这类生殖方式又称蛹生(pupiparity)。l代表:部分家蝇科、虱蝇科等。第17页昆虫的生物学舌蝇腺营养胎生,示子宫中幼虫第18页昆虫的生物学3)伪胎盘胎生(pseudoplacentalviviparity):l卵无卵黄或卵黄甚少,无卵壳,主要靠一个称为伪胎盘(pseudoplacenta)
10、结构从母体中吸收营养。l代表:孤雌生殖蚜虫、啮虫目昆虫、半翅目标寄蝽等。第19页昆虫的生物学4)血腔胎生(haemocoelousviviparity):A.当卵发育成熟后卵巢破裂,将卵释放到母体血腔中,卵无卵壳,胚胎从血淋巴中直接吸收养分,卵孵化后,幼虫从雌虫生殖孔出来。B.卵母细胞不受精就在卵巢管中发育,孵化后幼虫进入血腔,取食母体组织,至化蛹前破母体体壁而出。C.代表:捻翅目及幼体生殖瘿蚊科。第20页昆虫的生物学瘿蚊幼体生殖在一个幼虫体内孕育着5个次代幼虫4、幼体生殖(paedogenesis)昆虫在母体还未到达成虫阶段,还处于幼虫期时就进行生殖生殖方式称为幼体生殖(paedogenes
11、is)。第21页昆虫的生物学凡进行幼体生殖昆虫,产出不是卵,而是幼虫,所以幼体生殖能够认为是胎生一个形式。当然幼体生殖母体都没有发育到成虫阶段,也就谈不上两性交配,所以幼体生殖又能够看成孤雌生殖一个类型。第22页昆虫的生物学第六章第六章昆虫卵与胚胎发育昆虫卵与胚胎发育第23页昆虫的生物学在讨论昆虫个体发育(ontogenesis)过程时,常以胚胎发育(embryonic development)为基点,把胚胎发育前精、卵成熟叫昆虫胚前发育(preembryonicdevelopment),把胚胎 完 成 后 到 性 成 熟 过 程 叫 胚 后 发 育(postembryonicdevelopm
12、ent)。个体发育=胚前发育+胚胎发育+胚后发育第24页昆虫的生物学第一节第一节 昆虫卵昆虫卵第25页昆虫的生物学对于卵生昆虫而言,卵(egg或ovum,复数ova)是个体发育第1个虫态,又是一个表面不活动虫态。了解卵结构、昆虫产卵方式等含有主要理论与实践意义。第26页昆虫的生物学一、卵外部形态及昆虫产卵方式一、卵外部形态及昆虫产卵方式(一)卵外部形态1.卵大小昆虫卵较小,但与高等动物卵相比则相对很大;一个螽斯卵近10mm,而葡萄根瘤蚜卵长仅0.020.03mm;大多数昆虫卵长在1.52.5mm之间。第27页昆虫的生物学2.卵形状卵外形也展现高度多样性,普通为卵圆形或肾形,也有卵呈桶形、瓶形、
13、纺锤形、半球形、哑铃形,还有一些卵为不规则形。第28页昆虫的生物学3.卵颜色大部分昆虫卵初产时呈乳白色或淡黄色,以后颜色逐步加深呈绿色、红色、褐色等,孵化之前颜色变得更深。依据卵色泽我们能够推断某种昆虫卵发育进度。第29页昆虫的生物学东亚飞蝗卵高粱瘿蚊卵蜉蝣卵鼎点金刚钻卵两种竹节虫卵第30页昆虫的生物学褐飞虱卵褐飞虱卵草蛉卵虱卵斑须蝽卵第31页昆虫的生物学一个小蜂卵米象卵木叶蝶卵中华大刀中华大刀螳卵螳卵美洲蜚蠊卵玉米螟卵黄褐天幕毛虫卵第32页昆虫的生物学(二)昆虫产卵方式及适应昆虫在产卵方式上表现出高度选择性与适应性:1.产在食物源上或附近捕食性蜾蠃、泥蜂在产卵之前会捕捉猎物并将其麻醉后放入巢
14、中,然后再产卵,幼虫孵出后马上就有可口食物。第33页昆虫的生物学第34页昆虫的生物学2.保护卵不受侵害草蛉产卵时,先分泌一点黏胶,并随腹部上翘把胶拉成细丝,再把卵产在细丝顶端,预防其它捕食性昆虫或先孵出幼虫将未孵出卵吃掉;绿豆象卵是散产,但有二卵重合,上面卵起到保护下面卵不受寄生蜂侵害作用。第35页昆虫的生物学3.使卵有一个适宜发育生长环境很多卵块表面具毛、胶质、蜡质等,预防水分蒸发,也可部分防止天敌加害;产在植物组织里卵,往往从寄主体内取得胚胎发育或孵化所必需水分。第36页昆虫的生物学二、卵基本结构二、卵基本结构卵壳(chorion或eggshell)卵黄膜(vitellinemembran
15、e)无卵黄周质(periplasm)有卵黄原生质卵黄(vitellus或yolk)核(corn)原生质由 外 至 内第37页昆虫的生物学卵孔l卵有基部端部之分,端部常有一个或若干贯通卵壳小孔,称卵孔(micropyle)。受精时精子可经过此孔进入卵内,所以卵孔又被称为精孔或受精孔。第38页昆虫的生物学第二节第二节 胚胎发育胚胎发育1、定义定义胚胚胎胎发发育育是是指指从从受受精精卵卵合合子子开开始始卵卵裂裂 到到 发发 育育 为为 幼幼 虫虫(广广 义义)为为 止止 过过 程程。(孤雌生殖始于?)(孤雌生殖始于?)2、授精授精(insemination):性性成成熟熟昆昆虫虫经经过过交交配配,雄
16、雄虫虫以以不不一一样方式将精子送入雌虫体内。样方式将精子送入雌虫体内。贮精囊贮精囊第39页昆虫的生物学3、受精(fertilization)(广义):精子与卵子结合。(狭义):精核与卵核结合成为合子(zygote)。精子使卵子受精是在卵产出前在中输卵管或阴道内发生,其实质是雄性原核与雌性原核结合为合子,即狭义受精过程。合子第1次分裂标志着新个体胚胎发育开始。第40页昆虫的生物学胚胎发育过程胚胎发育过程一、卵裂和胚盘形成一、卵裂和胚盘形成昆虫卵裂有两种方式:(一)完全卵裂(total cleavage)l卵内全部物质分裂为大致相同两个子细胞卵裂方式叫完全卵裂。u完全卵裂见于原始弹尾纲昆虫胚胎发育
17、早期(后期又转为表面卵裂),寄生性半翅目与膜翅目昆虫中。膜翅目小蜂总科中有些昆虫甚至进行纯粹完全卵裂。第41页昆虫的生物学第42页昆虫的生物学(二)表面卵裂(superficial cleavage)卵内全部物质非均等分裂,细胞分裂主要集中在外层进行,这么卵裂方式叫表面卵裂。大多数昆虫属于这类。第43页昆虫的生物学卵裂早期核多位于卵近中部,其迁移到卵黄表面时间随种类而异,子核进入周质后逐步形成围绕卵黄单细胞层,即胚盘(blastoderm)。第44页昆虫的生物学卵裂时,并非全部子核都迁往周质,有一部分子核留在卵黄间成为能供给胚胎营养消黄细胞(vitellophages)。即便在胚盘形成后细胞分
18、裂时还可产生一些卵黄胞,并由周缘向卵黄中部移动。前一个卵黄胞叫初生消黄细胞(primary vitello-phages),后一个则为次生消黄细胞(secondary vitellophages)。在胚盘形成过程中,卵基部生殖质分化出生殖细胞。第45页昆虫的生物学二、胚带、胚层及胚膜形成二、胚带、胚层及胚膜形成胚盘形成后,细胞开始分化,位于卵腹面胚盘细胞增厚变大成为胚胎细胞带,即胚带(germ band),侧面与后面胚盘细胞逐步变薄而形成胚膜(embryonic envelop)。第46页昆虫的生物学接着,胚带从前到后沿中线内凹,其中凹陷部分叫胚带中板(median plate),两侧叫胚带侧
19、板(lateral plate)。伴随中板内陷,侧板相向延伸而愈合成为胚胎外层(outer layer),同时中板也在腹面相遇合,使中板成为双层细胞里层(inner layer)。(内陷式)第47页昆虫的生物学胚带、胚膜及胚层形成:胚带、胚膜及胚层形成:A-D.横切面;横切面;A”-D”.纵切面;纵切面;C-C”.中板两侧相向延长中板两侧相向延长,D-D”.羊膜形成和胚层发生;羊膜形成和胚层发生;A-A”.胚带形成,胚带形成,B-B”.胚膜胚膜(浆膜浆膜)和中板形成和中板形成第48页昆虫的生物学里层还有另外两种形成方式:长复式(法)和内裂式(法)。长复式胚层分化是在中胚层,内陷时侧板相向延伸,
20、愈合后覆盖在中板之外。内裂式胚层分化则是中板向里分裂出一群细胞而形成里层,原来胚带为外层。胚层分化方式:胚层分化方式:长复式长复式(ABD)内裂式内裂式(ACD)第49页昆虫的生物学外层就是以后外胚层(ectoderm);里层深入分化为中带与侧带,前者成为内胚层(endoderm),后者成为中胚层(mesoderm)。第50页昆虫的生物学绝大多数昆虫在胚层形成时整个胚胎向里陷入,胚胚膜膜两两端端逐逐步步伸伸向向胚胚胎胎腹腹面面并并愈愈合合,这么在胚 胎 腹 面 就 有两层胚膜,外面胚膜称浆膜(serosa),里面胚膜称羊 膜(amnion),胚 膜 和 羊 膜 间 腔 叫 羊 膜 腔(amni
21、otic cavity),腔内液体叫羊水(amniotic fluid),羊水起着保护胚胎作用。第51页昆虫的生物学三、胚胎分节与附肢形成(一)胚胎分节 与胚层形成同时,胚胎开始分节,普通先是中胚层分节,然后外胚层上出现横沟。l胚带前端较宽部分成为原头,其上发生上唇、口、眼、触角等;l较狭窄部分叫原躯,由此发生颚叶、胸部和腹部。l多数昆虫原躯分节由前而后,而在一些甲虫中分节则由胸部向前、后两端进行。第52页昆虫的生物学(二)附肢形成胚胎分节后,每个体节上发生一对囊状突起,其中一些突起向后延伸、分节形成附肢。按分节与附肢发生次序,胚胎发育在分节后时期可分为3个阶段:第53页昆虫的生物学1.原原
22、足足 期期(protopod phase)胚胚胎胎没没有有分分节节或或分分节节不不显显著著,仅仅头头部部与与胸胸部部有有初初生附肢。生附肢。第54页昆虫的生物学2.多 足 期(polypodphase)腹部显著分节而且每个体节具1对附肢。第55页昆虫的生物学3.寡 足 期(oligopodphase)胚胎含有显著分节,但腹部无附肢。第56页昆虫的生物学中肠;肌肉系统、循环系统(包含心脏及血细胞)、脂肪体及部分生殖腺等;体壁、消化道前、后肠、马氏管、神经系统、呼吸系统、雄虫射精管、雌虫中输卵管、各种腺体、绛色细胞等。四、系统器官形成四、系统器官形成内胚层中胚层 外胚层第57页昆虫的生物学五、胚动
23、、背合及胚膜消失五、胚动、背合及胚膜消失(一一)胚动胚动(blastokinesis)在在胚胚胎胎发发育育中中胚胚胎胎位位置置均均发发生生不不一一样样程程度度变变动动现现象象叫叫胚胚动动(blastokinesis)。短短胚胚带带昆昆虫虫胚胚动动幅幅度度较较大大,长长胚胚带带昆昆虫虫胚胚动动幅幅度度较较小小。胚胚动动与与胚胚胎胎更更充充分分利利用用卵卵内内营营养相关。养相关。第58页昆虫的生物学第59页昆虫的生物学(二)背合伴随胚胎发育进程,位于卵腹面胚带两侧围绕着卵黄向后面发展,胚胎部分越长越大,而卵黄则因为作为营养物质被利用而逐步降低,最终胚胎两侧伸至背中线而闭合,形成一个完整胚胎,这一过
24、程称为背合。第60页昆虫的生物学(三)胚膜消失胚胎发育进入中后期时,浆膜和羊膜从各自愈合处破裂,背合时逐步被牵引到胚胎后面,多呈管状陷于卵黄中,退缩为背器(dorsal organ),背合末期,背器也逐步解离为卵黄所吸收。第61页昆虫的生物学第62页昆虫的生物学五、学习胚胎发育意义五、学习胚胎发育意义1、有利于了解昆虫各器官系统发生同源性,为研究昆虫进化及系统发育提供佐证(生生物重演律物重演律)。2、有利于测报人员了解卵发育进度,从而提升昆虫预测预报准确率。3、胚胎在不一样发育阶段对药剂敏感性不一样,经过研究胚胎发育,有利于筛选出杀卵效果好杀虫剂。第63页昆虫的生物学第七章第七章昆虫胚后发育昆
25、虫胚后发育第64页昆虫的生物学昆虫从卵中孵化而出至羽化并到达性成熟过程叫胚后发育(postembryonic development)。但对于胎生昆虫而言,完成胚胎发育与破卵而出时间并不相同,所以有些人把胚后发育叫卵后发育(post-ovarian development)。第65页昆虫的生物学还有学者认为胚后发育是胚胎发育继续,是幼期昆虫发育为含有经典昆虫特征成虫阶段,因而又把胚后发育 称 作 外 胚 胎 发 生(postovarian embryogenesis)。第66页昆虫的生物学第一节孵化第一节孵化昆虫胚胎发育到一定时期,幼虫或若虫冲破卵壳而孵出现象称为孵化。一批卵或一个卵块从开始孵
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