第四章昆空的系统和生理 The Excretory System and of Insect 第一节 马低管及其构造 第节 马氏管—直肠系统的韭泄作用 第三节 其它排泄器官及功能 第四节 排泄器官与杀虫剂的代谢
第四章 昆虫的排泄系统和生理 The Excretory System and of Insect 第一节 马氏管及其构造 第二节 马氏管—直肠系统的排泄作用 第三节 其它排泄器官及功能 第四节 排泄器官与杀虫剂的代谢
第一节马氏管及其构造 Malpighian Tubes and Its Structure 马氏管Malpighian tubes是由意大利昆虫 解剖学家Malpighi(马尔必齐)于1669年首 先在家蚕体内发现1892年Meckel(美克)先 用Malpighi的名为管的名称以示纪念。1889年 俄国柯伐列夫斯基作了证实。 马氏管Malpighian tubes是着生于中后肠 交界处的、基部与后肠hindgut,相通的、顶端封 闭的、游离于血腔中的细长盲管blind tube
第一节 马氏管及其构造 Malpighian Tubes and Its Structure 马氏管Malpighian tubes是由意大利昆虫 解剖学家Malpighi （马尔必齐）于1669年首 先在家蚕体内发现。1892年Meckel（美克)先 用Malpighi的名为管的名称以示纪念。1889年 俄国柯伐列夫斯基作了证实。 马氏管Malpighian tubes是着生于中后肠 交界处的、基部与后肠hindgut相通的、顶端封 闭的、游离于血腔中的细长盲管blind tube
(一)马氏管的组织结构（外→内） The Organizing and Structure of Malpighian Tubes 围膜 组成： 层含有很多微气管和交织成网的气管端细胞组成 功能： 1)固联马氏管Malpighian tubes (2) 有利宇运动（随器管的蠕动而运动） 肌肉层 组成： 由斜行横纹肌纤维组成。 功能： 便于马氏管Malpighian tubes伸缩和扭动。 3.管壁细胞 组成： 单层细胞层 (1)蜂窝边： 段部呈短杆形的栅栏状的组织。 (2)刷状边：基部呈刷状的原生质的突与 2)功能：分泌和吸收作用
（一）马氏管的组织结构 （外→ 内） The Organizing and Structure of Malpighian Tubes 1． 围膜 1）组成：一层含有很多微气管和交织成网的气管端细胞组成 2）功能：（1）固联马氏管Malpighian tubes （2）有利于运动（随器管的蠕动而运动） 2． 肌肉层 1）组成：由斜行横纹肌纤维组成。 2）功能：便于马氏管Malpighian tubes伸缩和扭动。 3.管壁细胞 1） 组成：单层细胞层 （1）蜂窝边：段部呈短杆形的 栅栏状 的组织。 （2）刷状边：基部呈刷状的原生质的突起。 2）功能：分泌和吸收作用
(二)马氏管的类型 The Types of Malpighian Tubes 01. 直翅目型 马民管Malpighian tubes的基段和端段在形态、组织与机能上没有产生分 化，未端封闭，游离子血淋巴中，、整个管内的排泄物全系自血淋巴进入的水 溶性代谢物。直翅目、革翅目、脉翅自及某些鞘翅首崑虫属此种类型。 ●2. 鞘翅目型 马氏管Malpighian tubes的构造与直翅目型相似，但其盲端附着于直肠 rectum:表面，外包以围膜形成 “隐肾 构造， 督”中的马氏管 Malpighian tubes,能协助直肠对永分和元机盐等进行再吸收。屁种类型多 见于鞘翅日和某些鳞翅目昆虫。 3.半翅目型 马氏管Malpighian tubes在构造和机能上分化为基段和端段两部分，端段管 壁细胞形成蜂窝边伸向管腔， 能从血淋巴中吸收水溶性代谢物，在二氧化碳 作用下成为尿酸uric acid沉淀进入基段，水分由基段管壁吸回血淋巴，尿酸 uric acid排入后肠中。见于半翅目昆虫。 ● 4.鳞翅具型 马民管Malpighian tubes的构造与半翅目型基本相似，即也分化为基段 和端段两部分，但端段与直肠rectum结合形成“隐肾”构造。多数鳞翅目昆 虫属于此种类型
（二）马氏管的类型 The Types of Malpighian Tubes 1．直翅目型 马氏管Malpighian tubes的基段和端段在形态、组织与机能上没有产生分 化，末端封闭，游离子血淋巴中，整个管内的排泄物全系自血淋巴进入的水 溶性代谢物。直翅目、革翅目、脉翅目及某些鞘翅目昆虫属此种类型。 2．鞘翅目型 马氏管Malpighian tubes的构造与直翅目型相似，但其盲端附着于直肠 rectum表面，外包以围膜形成“隐肾”构造，“隐肾”中的马氏管 Malpighian tubes ，能协助直肠对水分和无机盐等进行再吸收。此种类型多 见于鞘翅目和某些鳞翅目昆虫。 3．半翅目型 马氏管Malpighian tubes在构造和机能上分化为基段和端段两部分，端段管 壁细胞形成蜂窝边伸向管腔，能从血淋巴中吸收水溶性代谢物，在二氧化碳 作用下成为尿酸uric acid沉淀进入基段，水分由基段管壁吸回血淋巴，尿酸 uric acid排入后肠中。见于半翅目昆虫。 4．鳞翅目型 马氏管Malpighian tubes的构造与半翅目型基本相似，即也分化为基段 和端段两部分，但端段与直肠rectum结合形成“隐肾”构造。多数鳞翅目昆 虫属于此种类型
(三)马氏管的数目和表面积 The Number and Surface Proportion of Malpighian Tubes 数目 1)少则2条； 如蚧类 2)多则250余条： 如蝗虫 3) 一般为4~6条； 如鳞翅目、长翅目、毛翅目等； 4)无； 如弹尾目、蚜科等。 通常全变态昆虫比不全变态昆虫马氏管要少。 2.表面积 马氏管Malpighian tubes的数目与长度成反比，即少 则长，多则短，但表面积差不多。如美洲蜚蠊的马氏 管Malpighian tubes有60条，总面积为132,000mm2 (412mm21mg)。一种枯叶的马氏管有6条，总面积 为209,000mm2(500mm2mg)
（三）马氏管的数目和表面积 The Number and Surface Proportion of Malpighian Tubes 1．数目 1）少则2条； 如蚧类 2）多则250余条；如蝗虫 3）一般为4~6条； 如鳞翅目、长翅目、毛翅目等； 4）无 ； 如弹尾目、蚜科等。 通常全变态昆虫比不全变态昆虫马氏管要少。 2．表面积 马氏管Malpighian tubes的数目与长度成反比，即少 则长，多则短，但表面积差不多。如美洲蜚蠊的马氏 管Malpighian tubes有60条，总面积为132，000mm2 （412mm2 /mg）。一种枯叶的马氏管有 6条，总面积 为209，000mm2（500mm2 /mg）
(四)马氏管在脱皮和变态过程 中的变化 鳞翅目幼虫每次蜕皮时，马氏管都出现周期性的改变。在 旧表皮蜕去以前，马氏管分泌大量液体，使积累的尿酸盐和草 酸盐结晶能随之排除。这些排出的液体和蜕皮液混合后，可能 被皮细胞吸收，或再由口腔吞入消化道，被再利用。因此幼虫 在每次脱皮后，马氏管内就不再有结晶物质。在鳞翅目幼虫经 蛹到成虫的变态过程中，马氏管的变化形式有两种：一种是幼 虫马氏管的大部分外形不发生变化，仅隐肾复合体内的部分解 体。另一种是幼虫的马氏管全部解体，成虫的马氏管由器官芽 重新形成。 膜翅目幼虫的4根马氏管，在蛹期的组织解离过程中全部 解体，其成虫马氏管由中、后肠交界处的膨大部分长出的指状 突形成。 鞘翅目和双翅目在幼虫到成虫的变态过程中，马氏管无明 显变化
（四）马氏管在脱皮和变态过程 中的变化 鳞翅目幼虫每次蜕皮时，马氏管都出现周期性的改变。在 旧表皮蜕去以前，马氏管分泌大量液体，使积累的尿酸盐和草 酸盐结晶能随之排除。这些排出的液体和蜕皮液混合后，可能 被皮细胞吸收，或再由口腔吞入消化道，被再利用。因此幼虫 在每次脱皮后，马氏管内就不再有结晶物质。在鳞翅目幼虫经 蛹到成虫的变态过程中，马氏管的变化形式有两种：一种是幼 虫马氏管的大部分外形不发生变化，仅隐肾复合体内的部分解 体。另一种是幼虫的马氏管全部解体，成虫的马氏管由器官芽 重新形成。 膜翅目幼虫的4根马氏管，在蛹期的组织解离过程中全部 解体，其成虫马氏管由中、后肠交界处的膨大部分长出的指状 突形成。 鞘翅目和双翅目在幼虫到成虫的变态过程中，马氏管无明 显变化
第二节马氏管直肠的排泄作用 The Excretory Function of Malpighian Tubes-rectum 排泄过程 如吸血蝽
第二节 马氏管—直肠的排泄作用 The Excretory Function of Malpighian Tubes-rectum 一、排泄过程 如吸血蝽
二、 排泄机制Excretory Mechanism (一)尿液酸化因为马氏管(Malpighian tubes)2/3端段 的管腔内PH7.2,基段13管腔内呈酸性PH6.6,说明尿 酸uric acid是从溶液状态的尿酸氢钾或尿酸氢钠分泌到 马氏管Malpighian tubes内，当溶液通过马氏管 Malpighian tubes基段时，在CO2作用下Na、K从碳酸 盐及水被管壁细胞吸收，而导致尿酸uric acid的沉淀。 (二)液流循环（即排泄循环）马氏管Malpighian tubes从血液中吸收的氮素代谢废物、水分和无机盐类 等，不断地进入后肠hindgut,经直肠垫再吸收，将吸 收的物质排入血液中。 (三)渗透作用如水water、无机盐、氨基酸amino acid、 糖类glucide、尿酸盐类等
二、排泄机制 Excretory Mechanism （一）尿液酸化 因为马氏管(Malpighian tubes)2/3端段 的管腔内PH7.2，基段1/3管腔内呈酸性PH6.6，说明尿 酸uric acid是从溶液状态的尿酸氢钾或尿酸氢钠分泌到 马氏管Malpighian tubes内，当溶液通过马氏管 Malpighian tubes基段时，在CO2作用下Na+ 、K+从碳酸 盐及水被管壁细胞吸收，而导致尿酸uric acid的沉淀。 （二）液流循环（即排泄循环）马氏管Malpighian tubes从血液中吸收的氮素代谢废物、水分和无机盐类 等，不断地进入后肠hindgut，经直肠垫再吸收，将吸 收的物质排入血液中。 （三）渗透作用 如水water、无机盐、氨基酸amino acid、糖类glucide、尿酸盐类等
第三节 昆虫的其它排泄器官 The Other Excretory Organ of Insect 体壁Body wall 昆虫体壁Body wal的主要排泄excretory作用， 是将呼吸代谢过程中产生的工氧化碳和水，经由体 壁Body wall和气门valve排除体外。此外，体壁Body wall的表皮层中含有大量的几丁质、蛋白质protein、 脂类和色素pigment等，在昆虫脱皮之前，大部分蛋 白质orotein可被皮细胞吸收利用，而几丁质、蜡质 waxiness和一部分氮素化合物等则随蜕脱去，所以 昆虫周期性的脱皮，具有定期排泄excretory的意义。 某些昆虫的皮细胞，还可向体外分泌各种化学组分 的胶质、丝质、蜡质waxiness和毒液venom等，也 都具有广义的排泄excretory意义
第三节 昆虫的其它排泄器官 The Other Excretory Organ of Insect 一、体壁 Body wall 昆虫体壁Body wall的主要排泄excretory作用， 是将呼吸代谢过程中产生的二氧化碳和水，经由体 壁Body wall和气门valve排除体外。此外，体壁Body wall的表皮层中含有大量的几丁质、蛋白质protein、 脂类和色素pigment等，在昆虫脱皮之前，大部分蛋 白质protein可被皮细胞吸收利用，而几丁质、蜡质 waxiness和一部分氮素化合物等则随蜕脱去，所以 昆虫周期性的脱皮，具有定期排泄excretory的意义。 某些昆虫的皮细胞，还可向体外分泌各种化学组分 的胶质、丝质、蜡质waxiness和毒液venom等，也 都具有广义的排泄excretory意义
二、消化道 消化道虽不属排泄器官excretory organ, 但在某些昆虫中表现有特殊功能，具有排泄作 用。如膜翅目昆虫在变态期，在中肠细胞内常 积聚有晶体钙盐及尿酸颗粒，说明中肠在排泄 过程中起着重要作用。弹尾日昆虫的中肠肠壁 细胞中，含有尿酸uric acid及碳酸盐和磷酸盐 等矿物质，这些细胞可周期性脱落，并随消化 道内的食物残渣一起排出体外。许多吸血昆虫 可通过中肠排除食物中的血红蛋白，并能排除 注射进虫体内的酸性染料。蚜虫类因无马氏管， 即以消化道作为主要排泄器官excretory organ
二、消化道 消化道虽不属排泄器官excretory organ， 但在某些昆虫中表现有特殊功能，具有排泄作 用。如膜翅目昆虫在变态期，在中肠细胞内常 积聚有晶体钙盐及尿酸颗粒，说明中肠在排泄 过程中起着重要作用。弹尾目昆虫的中肠肠壁 细胞中，含有尿酸uric acid及碳酸盐和磷酸盐 等矿物质，这些细胞可周期性脱落，并随消化 道内的食物残渣一起排出体外。许多吸血昆虫 可通过中肠排除食物中的血红蛋白，并能排除 注射进虫体内的酸性染料。蚜虫类因无马氏管， 即以消化道作为主要排泄器官excretory organ