实验 8 昆虫的外部形态观察

1. 实验8 昆虫的外部形态观察 张霞 2011.11

2. 预习 • 血红蛋白凝胶过滤（最后一次实验）

3. 一、实验目的 • 掌握昆虫纲特征; • 了解昆虫体躯的一般构造; • 掌握昆虫头、胸、腹部的基本构造; • 掌握昆虫头式的类型; • 观察蝗虫的咀嚼式口器; • 观察蝗虫的气管形态；

4. 识别昆虫 蜈  蚣 马  陆 蚰  蜒 蝎  子 蜱  类 蜘  蛛

5. 二、相关基础知识——节肢动物简介 • 节肢动物是动物界中种类最多的1个大门。身体由体节构成，一般可分头、胸、腹3部分，有些种类头、胸两部愈合为头胸部，有些种类胸部与腹部未分化。体表包有坚厚的几丁质外骨骼，附肢分节。有自由生活的，也有寄生的种类。 • 包括甲壳纲（如虾、蟹）、多足纲（如马陆、蜈蚣等），蛛形纲（如蜘蛛、蝎、蜱、螨）和昆虫纲（如蝗、蝶、蚊、蝇），三叶虫纲（如三叶虫）、肢口纲（如鲎）和原气管纲（如栉蚕）。 • 节肢动物的分布极为广泛，从5500米的深海到6000米的山峰，从陆地到空中，到处都有分布，有些寄生在动、植物体内。有的种类还表现出社会性（如蜂、蚁等）。

6. 节肢动物不同纲比较： • 蛛形纲：蜘蛛体躯分为头部与腹部2个体段，头部不明显，无触角，胸部有4对行动附肢。 • 甲壳纲：虾的体节分为头部与腹部2个体段，有2对触角，胸部有5对行动附肢。 • 多足纲：蜈蚣的体躯分为头部与胸腹部2个体段，有1对触角，每节都有1对行动附肢，头部的1对附肢特化为颚状的毒爪。 • 昆虫纲：

7. 昆虫纲的特征： 1. 体躯的环节集合组成头、胸、腹3个体段；2. 头部为感觉和取食的中心，具有3对口器附肢和1对触角，通常还有复眼及单眼；3. 胸部是运动的中心，具有3对足，一般还有2对翅；4. 腹部是生殖中心，其中包含着生殖系统和大部分内脏，无行动用的附肢，但多数有转化成外生殖器的附肢；5.从卵中孵出来的昆虫，在生长发育过程中，通常要经过一系列显著的内部及外部体态上的变化，才能转变为性成熟的成虫。这种体态上的改变称为变态。

8. 昆虫的外骨骼(exoskeleton)和蜕皮 • 昆虫表面有坚硬的表皮，称为外骨骼，主要成分是蜡质层和几丁质，有保护和支持作用。蜡质层位于表层的最外层，可以防止水分的蒸发。几丁质是复杂的含氮多糖类，它是支持作用的主要成分。下面是分泌外骨骼的表皮细胞。外骨骼一经硬化后，就不能继续扩大，从而使昆虫生长受到限制。因此昆虫在生长发育过程中会出现蜕皮现象。蜕皮时，表皮细胞分泌一种酶，将几丁质溶解，同时蜡质层破裂，昆虫的幼体就可以从外骨骼中钻出来，并且由表皮细胞重新分泌外骨骼。当新的外骨骼还未完全硬化之前，昆虫身体可以增大。所以，正在发育而迅速生长的昆虫幼体蜕皮次数较多。当昆虫发育成熟时，蜕皮也就停止。

9. 昆虫体躯的基本构造

10. 昆虫的头部—感觉与取食的中心 • 昆虫的头壳是一个完整的高度骨化的硬壳，称为颅壳。头壳上没有分节的痕迹。但有一些与分节无关的，后生的沟，沟内相应的内脊和内突形成头部的内骨骼，称为幕骨。 • 头部是感觉和取食的中心，三对附肢形成的口器在头壳的侧腹面，头壳的上部两侧有1对复眼，通常在二复眼之间还有0—3个单眼，头前上方有一对以感觉为主要功能的触角。

11. 昆虫头部的感觉器官——触角 • 触 角(antenna)是昆虫头部的第1对附肢。除原尾目昆虫无触角以及高等双翅目和膜翅目幼虫的触角退化外，大多数昆虫都具有1对触角。触角一般着生在头部的额区，有的位于复眼之前，有的位于复眼之间。 • 触角的功能主要是嗅觉和触觉，有的也有听觉作用。在触角上有许多嗅觉器，使昆虫能嗅到各种化学物质从不同距离散发出来的气味，借以觅食、聚集、求偶和寻找适当的产卵场所等。

12. 常见的触角类型：

13. 昆虫的复眼 • 昆虫头部的上方生有一对复眼，每只复眼是由许许多多的小眼所组成。复眼的功能是感觉物体的形状,一个小眼感觉物体的一个局部，将这许许多多小眼集中起来，就可以构成一幅完整的图象。小眼数量越多,复眼造像越清晰。例如蜻蜓,组成一只复眼的小眼可达到28000多只。

14. 昆虫的单眼 • 多数昆虫在复眼之间还生有0～3枚单眼，单眼不能成像，它的作用是辨别光的方向和强弱。 • 1.背单眼（dorsal ocelli）: 为一般成虫和不全变态类的若虫所具有，与复眼同时存在。背单眼生于额区上端两复眼之间，一般为3个或2个，极少为1个。若为3个，则排列成倒三角形，1个位于中线上称中单眼。 • 2.侧单眼（lateral ocelli）: 是全变态类昆虫的幼虫所具有，位于头部的两侧。侧单眼的数目在各类昆虫中变化很大，常为1-7对不等。如膜翅目的叶蜂幼虫只有1对；鞘翅目的幼虫一般有2-6对，有6对时常排成两行；鳞翅目幼虫多数具6对，常排成弧形。侧单眼占据复眼的位置，是复眼的代表。所以它不会与复眼同时存在。

15. 昆虫的口器 • 口器(mouthparts)是昆虫的取食器官，也称取食器(feeding apparatus)。 • 各种昆虫因食性和取食方式不同，形成了不同的口器类型。取食固体食物的为咀嚼式口器，取食液体食物的为吸收式口器。由于液体食物的来源不同，吸收式口器又分为：吸食暴露在物体表面的液体物质的虹吸式口器和舐吸式口器，吸食植物体内的汁液或吸食动物体液和血液的刺吸式口器和锉吸式口器等。此外，还有兼食固体和液体两种食物的嚼吸式口器。 • 从比较形态学研究表明，咀嚼式口器是最基本、最原始的类型，其它类型都是由咀嚼式口器演化而来的。

16. 咀嚼式口器 • 咀嚼式口器由上唇、上颚、下颚、下唇和舌5部分组成。上唇和舌属于头壳的构造，上颚、下颚和下唇是头部的3对附肢。主要特点是具有坚硬而发达的上颚，用以咬碎食物，并把它们吞咽下去。直翅目昆虫的口器最为典型。口器的上唇、上颚、下颚与下唇围成的空隙称为口前腔(Preoral cavity)。舌在口前腔的中央，将口前腔分为前、后两部分，前面的部分称为食窦(cibarium)，前肠开口于此处，食物在此经咀嚼后送入前肠；后面部分称为唾窦(salivarium)，唾腺在此开口，唾液流出后，在口前腔与食物相混合。

17. 咀嚼式口器 A头部纵切面B上颚 C下颚 D上唇 E下唇 A

18. 咀嚼式口器 • 1.上唇（Labrum） 是衔接在唇基前缘的一个双层的薄片。前缘的中央凹入，外壁骨化，内壁膜质而有密毛和感觉器官，称为内唇。上唇盖在上颚的前面，形成口前腔的前壁，可以前后活动或稍作左右活动。 • 2.上颚（Mandibles） 由头部的第一对附肢演变而来，不分节，锥状而坚硬，位于上唇之后，由前后两个关节连接在头壳侧面的颊下区的下方。上颚的前端有齿，用以切断和撕裂食物，叫切齿叶（incisor lobe)；后部则有一个用以磨碎食物的粗糙面，叫臼齿叶或臼叶（molar lobe）。东亚飞蝗的上颚左右不对称。

19. 咀嚼式口器 • 3.下颚（Maxillae） 是头部第二对附肢，位于上颚之后，是一对分节的构造。 • 4.下唇（Labium） 是头部第三对附肢愈合而成的构造，位于下颚的后面，形成口前腔的后壁。下唇须、下颚和下颚须是感觉和辅助取食器官，下唇须和下颚须有味觉、嗅觉和触觉的功能。 • 5.舌（Hypopharynx） 是头部颚节区腹面体壁扩展出来的袋状构造，位于下唇的前方，口前腔的中央。舌壁上具有很密的毛带和感觉器，起味觉作用。舌体内具有骨片和肌肉控制其伸缩活动，帮助运输和吞咽食物。昆虫真正的口（mouth）位于唇基部与舌之间。

20. 咀嚼式口器的昆虫有直翅类、鞘翅目的成虫和幼虫、脉翅目的成虫、鳞翅目的幼虫、膜翅目的大部分成虫和叶蜂类幼虫等咀嚼式口器的昆虫有直翅类、鞘翅目的成虫和幼虫、脉翅目的成虫、鳞翅目的幼虫、膜翅目的大部分成虫和叶蜂类幼虫等

21. 其它常见的口器类型：

22. 昆虫的头式 • 下口式：口器向下，头的纵轴与虫体纵轴大致垂直，称为下口式(hypognathous)。大多数取食植物茎、叶的昆虫如蝗虫和鳞翅目的大多数幼虫属此类型。该类型昆虫的取食方式比较原始。 • 前口式：口器向前，头的纵轴与虫体纵轴成一钝角或近于平行，称前口式(prognathous)。很多捕食性及钻蛀性昆虫属此类型。如步甲、潜叶蛾幼虫。 • 后口式：口器向后，头的纵轴与虫体纵轴成一锐角，称为后口式(opisthognathous)。常见于刺吸式口器昆虫，如蝉、蝽、蚜虫等。

23. 蜣螂 几种前口式和后口式昆虫

24. 昆虫的胸部—运动的中心 • 胸部由3节组成，由前向后依次分别称为前胸(prothorax)、中胸(mesothorax)和后胸(metathoraX)。每一胸节各具足1对，分别称为前足、中足和后足 。大多数昆虫在中、后胸上还各具有1对翅(wings)，分别称为前翅和后翅。中、后胸具翅，故又称为具翅胸节(pterothorax)。 • 在有翅昆虫中，胸部因要承受足和翅的强大肌肉的牵引力，所以各胸节常常高度骨化，形成发达的背板、腹板和侧板。

25. 昆虫的胸部——背板 • 背板(tergum)：前胸背板(pronotum)在各类昆虫中变异很大。如蝗虫类的前胸背板呈马鞍形，两侧向下扩展，几乎盖住整个侧板。但前胸不发达的昆虫，前胸背板通常仅仅是一狭条骨片。

26. 昆虫的胸部——侧板 • 侧板是体节两侧背、腹板之间的骨板。背面上方的为主侧片(anapleurite)，下方的为基侧片(coxopleurite)，腹面的小骨片与腹板合并成腹侧片(sternopleurite)。高等有翅昆虫背面的两骨片合并扩大到整个侧面，形成侧板。

27. 昆虫胸足的类型 • 昆虫的胸足原是适于陆生的行走器官，与头部的三对口器附肢出于同源。但在各类昆虫中，因生活环境和生活方式的不同，足的功能有了相应的改变，使足的形状和构造发生了多样化的演变。

28. 常见的胸足类型：

29. 昆虫的胸部——翅 • 昆虫是无脊椎动物中唯一能飞翔的动物，也是动物界中最早出现翅的类群。翅的获得不仅扩大了昆虫活动和分布的范围，也加强了昆虫活动的速度，使昆虫在觅食、求偶、寻找产卵和越冬越夏场所以及逃避敌害等多方面获得了优越和竞争能力，是昆虫纲成为最繁荣的生物类群的重要条件。 • 昆虫翅的主要作用是飞行，一般为膜质。但不少昆虫长期适应其生活条件，前翅或后翅发生了变异，质地也发生了相应变化。 • 昆虫的翅同鸟类的翅来源不同，鸟的翅是前肢转变来的，而昆虫的翅与附肢无关。昆虫的翅的背板向两侧扩展成的侧背叶（paranotum）发展而来的。

30. 昆虫翅的类型

31. 昆虫的腹部—内脏活动和生殖的中心 • 腹部（Abdomen）：是昆虫第三个体段，因与胸部的运动机械相配合，所以它与胸部的连接很紧密。成虫腹部没有用于行走的附肢，与生殖有关的附肢特化成外生殖器--雄性的抱握器与雌性的产卵器等。腹部里面包藏着主要的内脏器官。所以腹部是昆虫的内脏活动和生殖的中心。 • 昆虫腹部一般呈椭圆形或扁圆形，但也有呈细杆状、球形、基部细长如柄、平扁或立扁的。

32. 昆虫的呼吸系统 • 蝗虫的腹部，共有8对气门。每个气门都向内连通着气管。在蝗虫体内有粗细不等的纵横相连的气管，气管一再分支，最后由微细的分支与各细胞发生联系，进行呼吸作用。气门是气体出入蝗虫身体的门户。昆虫是用气管系统来呼吸，气管系统能够进行快速而激烈的主动收缩的，导致空气交换 。

33. 雌虫的产卵器：雌性蝗虫腹部末端产卵器坚硬，背瓣和腹瓣发达。雌虫的产卵器：雌性蝗虫腹部末端产卵器坚硬，背瓣和腹瓣发达。 雄虫的交配器：雄性蝗虫下生殖板船形，只有阳具及其衍生物，没有抱握器。 腹瓣 背瓣

34. 三、实验材料和设备 • 实验设备：体式显微镜、光学显微镜 • 实验材料：蝗虫（1人1只）、各种昆虫标本

35. 四、实验内容 • 1、观察蝗虫体躯的一般构造； • 2、观察蝗虫的咀嚼式口器； • 3、观察蝗虫的气管制片； • 4、观察各种昆虫标本；

36. 1、观察昆虫体躯构造：将蝗虫置于蜡盘中，剪掉足和翅，用大头针固定在蜡盘上，观察体躯，填写空格；1、观察昆虫体躯构造：将蝗虫置于蜡盘中，剪掉足和翅，用大头针固定在蜡盘上，观察体躯，填写空格； 2、观察咀嚼式口器，取下头部，用大头针固定在蜡盘上。 3、蝗虫的气管观察 准备一张玻片，加一滴清水，用剪刀剖开蝗虫腹部，用解剖针挑取少量内部组织，置于清水中，分散开，加上盖玻片，在低倍镜和高倍镜下观察蝗虫的气管形态，并绘图。

37. 五、实验报告 • 1、观察蝗虫体躯构造，完成空格。 • 2、取下蝗虫口器，选取各部件，用胶带封在报告上，标注名称（上唇、上颚、下颚、下唇、舌）。 • 3、绘制蝗虫气管简图。 • 4、观察各种昆虫标本（212教室旁的标本柜)，举例（5个）说明该昆虫头式、触角、眼、口器、足、翅的类型和特点。 • 请洗玻片，抄题目，标名称，每题2.5分。