第十六章 昆虫的神经系统

1. 第十六章 昆虫的神经系统

2. 主要内容 • 神经系统的功能 • 神经系统的来源及基本单位 • 神经系统的组成 • 神经系统的电活动 • 杀虫剂对神经系统的 影响

3. 1. 神经系统的功能 • 与周围环境联系，对环境的刺激作出反应。 • 各组织器官的协调统一。

4. 2. 神经系统的来源及基本单位 • 神经元 • 来源：外胚层 • 组成单位： 由神经细胞体和细胞体上发出的神经纤维组成。神经纤维又分为轴突（主干部分）、侧支、树状突（传入神经冲动的细小纤维）和端丛（传出神经冲动的细小纤维）。

5. 按神经细胞体外神经纤维突出的条数可将神经细胞分为3种主要类型：单极神经元，多数昆虫的神经元细胞体仅有一条轴状突，随后轴状突分支成轴突和侧支；双极神经元，神经元细胞体有2条轴突，一条长，一条短；多极神经元，神经元细胞体有3条或3条以上的轴突。 • 类别：

6. 根据神经纤维细胞体上的纤维突的数目、传递冲动的方向和神经细胞体的分泌能力，可以分为感觉神经元、运动神经元、神经分泌细胞和联系神经元。根据神经纤维细胞体上的纤维突的数目、传递冲动的方向和神经细胞体的分泌能力，可以分为感觉神经元、运动神经元、神经分泌细胞和联系神经元。 • 感觉神经元有双极感觉神经元（细胞体上发出2根比较粗的神经纤维）、多极感觉神经元等。一般无单极的感觉神经元。冲动的传导方向：向体内传导。所以不管是双极的还是多极的，都称为传入神经元。

7. 运动神经元 一般都是单极的，与反应器相连。神经冲动传向体外，又称传出神经元。 • 联系神经元 联系感觉神经元和运动神经元。一般是单极的。 • 神经分泌细胞 中枢神经脑的周围区域有一些神经分泌细胞。分泌的激素在体内，神经内分泌细胞。其分泌液与内分泌系统之间有桥梁作用。

8. 3. 神经系统的组成 • 中枢神经系统 • 交感神经系统 • 周缘神经系统

9. 3.1 中枢神经系统 • 组成 ：脑+咽喉下神经节+腹神经索 • ◆ 脑 最重要的一个联络中心，统一协调体内外的一切刺激和反应。 组成： 前脑：占1/2体积，构造复杂，蕈体，中央体，脑桥体； 视觉中心； 中脑：触角的控制中心； 后脑：取食和味觉，与口道交感神经系统联系。

10. ◆ 咽喉下神经节 组成口器的3对附肢，下颚、上颚和下唇，都各有1对神经节，后来三对神经节合并，形成咽喉下神经节。 功能：控制和协调口器的活动。

11. 神经索：连接相邻的神经节，成对出现，由很多神经纤维组成。神经索：连接相邻的神经节，成对出现，由很多神经纤维组成。 • 数目：11个。胸部有3个，腹部8个，腹部的1——8节，其中第八腹节是8——10腹节合并的复合神经节。较进化的类群有合并现象。 ◆ 腹神经索

12. 复合神经节：身体的最后一个神经节。控制后肠、交尾、产卵和尾须的活动。尾须的活动与翅以及足的活动协调，尾须受到刺激后，翅和足会作出快速反应。复合神经节：身体的最后一个神经节。控制后肠、交尾、产卵和尾须的活动。尾须的活动与翅以及足的活动协调，尾须受到刺激后，翅和足会作出快速反应。

13. 3.2 交感神经系统 • 口道神经系统：位于前肠背面。由额神经节及其神经组成。 功能： （1）管理前肠，对中肠和背血管有一定的管理作用。 （2）与心侧体、咽侧体的分泌活动有关。

14. 中神经：不是所有的昆虫都有，幼虫尤其是鳞翅目幼虫有。在联系相邻的两个神经节的神经索之间。中神经主要控制各体节的气管和气门。中神经：不是所有的昆虫都有，幼虫尤其是鳞翅目幼虫有。在联系相邻的两个神经节的神经索之间。中神经主要控制各体节的气管和气门。

15. 3.3 周缘神经系统 • 分布在昆虫身体的周身，一般在体壁下。 • 除了脑和神经节以外所有的神经都是周缘神经，直接连接感觉器和反应器。

16. 4. 神经系统的电活动 神经细胞的特点之一就是能在轴突上形成跨膜电位差（membrane potential）。这是因为膜的选择通透性和离子的不均匀分布形成膜外带正电荷、膜内带负电荷的结果，在电位差发生变化时，产生神经脉冲，从而产生出各种各样的神经电活动。

17. 4.1 静息电位 • 在神经细胞的外周液体中，含有高浓度的Na＋、低浓度的K ＋，并有Cl-为主的阴离子；与此相反，细胞内部含有低浓度的Na ＋与高浓度的K ＋ ，除Cl-以外，尚有部分有机阴离子。 • 膜内K ＋大于膜外，膜外Na＋大于膜内。

18. 当神经细胞膜在静息状态时 ， K ＋可以自由进出，但Na＋则不能通过。 • 在K ＋外出时，膜内阴离子随K ＋外流有外出的倾向，但受到膜的阻止，造成膜的 外正内负的电位差，即静息（膜）电位。

19. 4.2 动作电位及其在轴突上的传导 • 当神经的某一部位接受刺激后，就会产生兴奋，兴奋使膜的通透性发生变化。 • 体液中的Na ＋进入膜内，致使膜表面电位下降，膜内电位上升，膜内外电位差减小，甚至内外电位反过来，造成膜的“去极化”，形成脉冲形的动作电位。

20. A：A点接受刺激后，神经膜上的均衡电场立即改变，产生动作电流，见箭头和方框所示的途径；B：轴突在静止时，膜表面较正于膜内，形成静止膜电位（仿Roeder）。A：A点接受刺激后，神经膜上的均衡电场立即改变，产生动作电流，见箭头和方框所示的途径；B：轴突在静止时，膜表面较正于膜内，形成静止膜电位（仿Roeder）。

21. 当冲动向轴突的邻近部位传导后，神经膜又恢复原状，对 Na ＋仍保持原先的不渗透性，而膜内Na ＋则依靠“离子泵”作用向外渗透，直至膜内外极化状态再度建立，恢复静息电位为止。 • 由于轴突内外的电解质都是可导的，当Na ＋进入膜内时，即可形成回路，产生动作电流，膜外的电流从兴奋部位流向未兴奋部位，导致未兴奋部位的去极化，进而产生一定间隔的脉冲形神经冲动，这个过程在膜上反复连续地进行，就表现为动作电位在整个轴突上的传导。

22. 4.3 突触传导 • 突触是神经元之间的联接点，神经传导的联络区。 • 神经元之间在组织学上的间断性，使动作电位不能直接通过突触（synapse），而必须借助神经递质（neurotransmitter）进行传导。

23. 突触的组成 • 突触前膜 内有囊泡，泡内含乙酰胆碱、乙酰胆碱酯酶。 • 突触后膜 含乙酰胆碱受体、乙酰胆碱酯酶。 • 突触间隙 神经与神经之间100~200埃。

24. 突触化学传导示意图（仿Shankland et al.）

25. 端从受到刺激 突触前膜释放传递物 作用于突触后膜乙酰胆碱受体并与受体结合 乙酰胆碱或谷氨酸盐 突触间隙 突触后膜产生兴奋 乙酰胆碱酯酶或氨基酸 抑制兴奋

26. 5. 杀虫剂对神经系统的影响 很多高效杀虫剂都是神经毒剂，其作用机制主要包括3方面。 1 对轴突传导的影响 滴滴涕和拟除虫菊酯主要作用于轴突传导。滴滴涕分子能嵌入轴突膜上Na+通道，从而延缓轴突的去极化和Na+通道的关闭时间，表现重复的动作电位，产生中毒症状。

27. 2 对乙酰胆碱受体的影响 烟碱、箭毒（curare）、沙蚕毒素等能与突触后膜上Ach受体产生抑制作用，阻断了Ach与受体的结合，冲动不能传导，使昆虫死亡。 3 对乙酰胆碱酯酶的影响 有机磷和氨基甲酸酯类杀虫剂都是AchE的抑制剂，它们能像Ach那样与AchE结合，但结合以后不易水解，酶解作用受阻，造成突触部位Ach大量积聚。昆虫中毒以后，表现出过度兴奋，随之行动失调，麻痹死亡。