实验13 蝗虫

实验13 蝗虫

　　一、目的

　　通过对棉蝗的外形观察及内部解剖，了解昆虫的一般特征。

　　二、内容

　　棉蝗的外形观察与内部解剖。

　　三、实验材料和用具

　　棉蝗的浸制标本。

　　解剖器、解剖盘、载玻片、盖玻片、放大镜、显微镜、甘油。

　　四、实验操作及观察

　　采用新鲜浸制标本。取下口器各部分时，应用镊子夹住其基部，顺其生长方向用力拉下，以保持结构的完整。剪开体壁时，剪刀尖应向上翘，以免损坏内脏；揭下背壁前，应先用解剖针仔细地将它与其下面的组织剥离开。除去头壳内的肌肉时，注意勿将脑损坏。

　　（一）外部形态：棉蝗一般体呈青绿色，浸制标本呈黄褐色。体表被有几丁质外骨骼。身体可明显分为头、胸、腹3个部分。雌雄异体，雄虫比雌虫小。

　　1 头部：位于身体最前端，卵圆形，其外骨骼愈合成一坚硬的头壳。头部可分为以下部分：头壳的正前方为略呈梯形的额，额下连一长方形的唇基；额的上方，两复眼之间的背上方为头顶；复眼以下，头的两侧部分为颊；头顶和颊之后为后头。头部具有下列器官：

　　（1）眼：棉蝗具有1对复眼和3个单眼。

　　①复眼：椭圆形，棕褐色，较大，位于头顶左右两侧。用刀片自复眼表面切下一薄片，置载玻片上，加甘油制成装片，于显微镜下观察，可见复眼由许多六角形的小眼组成。

　　②单眼：形小，黄色。1个在额的中央，2个分别在两复眼内侧上方，3个单眼排成一个倒“品”字形。复眼和单眼各有何视觉功能？

　　（2）触角：1对，位于额上部两复眼内侧，细长呈丝状，由柄节、梗节及鞭节组成，鞭节又分为许多亚节。

　　（3）口器：典型的咀嚼式口器。左手持蝗虫，使其腹面向上，拇、食指将其头部夹稳，右手持镊子自前向后将口器各部分取下（同时注意观察口器各部分着生的位置），依次放在载玻片上，用放大镜观察其构造。

　　 ①上唇：1片，连于唇基下方，覆盖着大颚，可活动。上唇略呈长方形，其弧状下缘中央有一缺刻；外表面硬化，内表面柔软。

　　 ②大颚：为1对坚硬的几丁质块，位于颊的下方，口的左右两侧，被上唇覆盖。两大颚相对的一面有齿，下部的齿长而尖，为切齿部；上部的齿粗糙宽大，为臼齿部。

　　 ③小颚：1对，位于大颚后方，下唇前方。小颚基部分为轴节和茎节，轴节连于头壳，其前端与茎节相连。茎节端部着生2个活动的薄片，外侧的呈匙状，为外颚叶，内侧的较硬，端部具齿，为内颚叶。茎节中部外侧还有1根细长具5节的小颚须。

　　 ④下唇：1片，位于小颚后方，成为口器的底板。下唇的基部称为后颏，后颏又分为前后2个骨片，后部的称亚额，与头部相连，前部的称额。额前端连接能活动的前额，前额端部有1对瓣状的唇舌，两侧有1对具3节的下唇须。

　　⑤舌：位于大、小颚之间，为口前腔中央的1个近椭圆形的囊状物，表面有毛和细刺。蝗虫口器的各部分分别有何作用？

　　2．胸部：头部后方为胸部，胸部由3节组成，由前向后依次称前胸、中胸和后胸。每胸节各有1对足，中、后胸背面各有1对翅。

　　（1）外骨骼：为坚硬的几丁质骨板，背部的称背板，腹面的称腹板，两侧的称侧板。

　　背板：前胸背板发达，从两侧向下扩展成马鞍形，几乎盖住整个侧板，后缘中央伸至中胸的背面；其背面有3条横缝线向两侧下伸至两侧中部，背面中央隆起呈屋脊状。中、后胸背板较小，被两翅覆盖。用剪刀沿前胸背板第3横缝线剪去背板后部，将两翅拨向两侧，即可见中、后胸背板略呈长方形，表面有沟，将骨板划分为几块骨片。

　　腹板：前胸腹板在两足间有一囊状突起，向后弯曲，指向中胸腹板，称前胸腹板突。中、后胸腹板合成一块，但明显可分；每腹板表面有沟，可将骨板分成若干骨片。

　　侧板：前胸侧板位于背板下方前端，为1个三角形小骨片。中、后胸侧板发达，其表面均有1条斜行的侧沟，将侧板分为前后两部。胸部有2对气门，1对在前胸与中胸侧板间的薄膜上，另1对在中、后胸侧板间、中足基部的薄膜上。

　　（2）附肢：胸部各节依次着生前足、中足和后足各1对。前、中足较小，为步行足、后足强大，为跳跃足。各足均由6肢节构成，以后足为例进行观察：

　　基节：足基部第一节，短而圆，连在胸部侧板和腹板间。

　　转节：基节之后最短小的一节。

　　腿节：转节之后最长大的一节。

　　胫节：在腿节之后，细而长，红褐色，其后缘有2行细刺，末端还有数枚距，注意刺的排列形状与数目。

　　跗节：在胫节之后。用放大镜观察，跗节又分3节，第1节较长，有3个假分节，第2节很短，第3节较长，跗节腹面有4个跗垫。

　　前跗节：位于第3跗节的端部，为1对爪，两爪间有一中垫。

　　（3）翅：2对。有暗色斑纹，各翅贯穿翅脉。前翅着生于中胸，革质，形长而狭，休息时覆盖在背上，称为覆翅。后翅着生于后胸，休息时折叠而藏于覆翅之下，将后翅展开，可见它宽大，膜质，薄而透明，翅脉明显，注意观察其脉相。

　　3．腹部：与胸部直接相连，由11个体节组成。

　　（1）外骨骼：壳多糖（原称几丁质）外骨骼较柔软，只由背板和腹板组成，侧板退化为连接背、腹板的侧膜。雌、雄蝗虫第一至八腹节形态构造相似，在背板两侧下缘前方各有1个气门。在第1腹节气门后方各有1个大而呈椭圆形的膜状结构，称听器。

　　第九、十两节背板较狭，且相互愈合，第十一节背板形成背面三角形的肛上板，盖着肛门，第十节背板的后缘、肛上板的左右两侧有1对小突起，即尾须，雄虫的尾须比雌虫的大；两尾须下各有1个三角形的肛侧板。腹部末端还有外生殖器。

　　（2）外生殖器：雌蝗虫的产卵器：雌虫第九十节无腹板，第八节腹板特长，其后缘的剑状突起称导卵突起，导卵突起后有1对尖形的产卵腹瓣（下产卵瓣）；在背侧肛侧板后也有1对尖形的产卵瓣，为产卵背瓣（上产卵瓣），产卵背瓣和腹瓣构成产卵器。雄蝗虫的交配器：雄虫第9节腹板发达，向后延长并向上翘起形成匙状的下生殖板，将下生殖板向下压，可见内有一突起，即阳茎。

　　（二）内部解剖：左手持蝗虫，使其背部向上，右手持剪剪去翅和足。再从腹部末端尾须处开始，自后向前沿气门上方将左右两侧体壁剪开，剪至前胸背板前缘。在虫体前后端两侧体壁已剪开的裂缝之间，剪开头部与前胸间的颈膜和腹部末端的背板。将蝗虫背面向上置解剖盘中，用解剖针自前向后小心地将背壁与其下方的内部器官分离开，最后用镊子将完整的背壁取下。依次观察下列器官系统：

　　1．循环系统：观察取下的背壁，可见腹部背壁内面中央线上有一条半透明的细长管状构造，即为心脏。心脏按节有若干略膨大的部分，为心室。棉蝗有几个心室？各在何腹节？心脏前端连一细管，即大动脉。心脏两侧有扇形的翼状肌。

　　2．呼吸系统：自气门向体内，可见许多白色分枝的小管分布于内脏器官和肌肉中，即为气管；在内脏背面两侧还有许多膨大的气囊。用镊子撕取胸部肌肉少许，或剪取一段气管，放在载玻片上，加水制成装片，置显微镜下观察，即可看到许多小管，其管壁内膜有几丁质螺旋纹。螺旋纹有何作用？

　　3．生殖系统：棉蝗为雌雄异体异形，实验时可互换不同性别的标本进行观察。

　　（1）雄性生殖器官：

　　精巢：位于腹部消化管的背方，1对，左右相连成一长椭圆形结构，仔细观察，可见由许多小管，即精巢管组成。

　　输精管和射精管：精巢腹面两侧向后伸出1对输精管，分离周围组织可看到，两管绕到消化管腹方汇合成1条射精管。射精管穿过生殖下板，开口于阳茎末端。

　　副性腺和储精囊：位于射精管前端两侧，为一些迂曲的细管，通入射精管基部。仔细将副性腺的细管拨散开，还可看到1对储精囊，也开口于射精管基部。观察时可将消化管末段向背方略挑起，以便寻找，但勿将消化管撕断。

　　（2）雌性生殖器官：

　　卵巢：位于腹部消化管的背方，1对，由许多自中线斜向后方排列的卵巢管组成。

　　卵萼和输卵管：卵巢两侧有1对略粗的纵行管，各卵巢管与之相连，此即卵萼，是产卵时暂时储存卵粒的地方，卵萼后行为输卵管。沿输卵管走向分离周围组织，并将消化管末段向背方略挑起，可见2输卵管在身体后端绕到消化管腹方汇合成1条总输卵管，经生殖腔开口于产卵腹瓣之间的生殖孔。

　　受精囊：自生殖腔背方伸出一弯曲小管，其末端形成一椭圆形囊，即受精囊。

　　副性腺：为卵萼前端的一弯曲的管状腺体。

　　4．消化系统：由消化管和消化腺组成。消化管可分为前肠、中肠和后肠。前肠之前有由口器包围而成的口前腔，口前腔之后是口。用镊子移去精巢或卵巢后进行观察。（1）前肠：自咽至胃盲囊，包括下列构造：

　　咽：口后的一段肌肉质短管。

　　食管：咽后一段管道。

　　嗉囊：食管后方膨大的囊状管道。

　　前胃：嗉囊之后，较嗉囊略细的一段粗管。

　　（2）中肠：又称胃，在与前胃交界处有12个呈指状突起的胃盲囊，6个伸向前，6个伸向后方。

　　（3）后肠：包括：

　　回肠：与胃连接的较粗的一段肠管。

　　结肠：回肠之后较细小的一段肠管，常弯曲。

　　直肠：结肠后部较膨大的肠管，其末端开口于肛门，肛门在肛上板之下。

　　（4）唾液腺：1对，位于胸部嗉囊腹面两侧，色淡，葡萄状，有1对导管前行，汇合后通入口前腔。消化系统各器官分别具有什么功能？

　　5．排泄器官：为马氏管，着生在中、后肠交界处。将虫体浸入培养皿内的水中，用放大镜观察，可见马氏管是许多细长的盲管，分布于血体腔中。

　　6．神经系统：用剪刀剪开两复眼间头壳，剪去头顶和后头的头壳，但保留复眼和触角；再用镊子小心地除去头壳内的肌肉，即可见到：

　　（1）脑：位于两复眼之间，为淡黄色块状物。注意观察脑向前发出的主要神经，各通向哪些器官？

　　（2）围食管神经：为脑向后发出的1对神经，到食管两侧。用镊子将消化管前端轻轻挑起，可见围食管神经绕过食管后，各与食管下神经节相连。除留小段食管外，将消化管除去；再将腹隔和胸部肌肉除去，然后观察。

　　（3）腹神经链：为胸部和腹部腹板中央线处的白色神经索。它由两股组成，在一定部位合并成神经节，并发出神经通向其他器官。数数有多少个神经节，各在什么部位？

　　五、