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10-节肢动物门特征


第十章 Chapter 10

节肢动物门 Arthropoda

主要内容
一、 节肢动物门主要特征
二、 节肢动物门的分类

三、 小结与思考题

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根椐身体的分部、附肢和呼吸器官的类型, 现存节肢动物可分为2亚门、6纲: 原节肢动物亚

门(Protarthropoda)
有爪纲(原气管纲)(Onychophora) 真节肢动物亚门(Euarthropoda) 肢口纲(Merostamata) 甲壳纲(Crustacea)

蛛形纲(Arachnoida)
多足纲(Myriapoda)

昆虫纲(Insecta)
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3 蛛形纲(Arachnida)
蛛形纲在节肢动物门中种类仅次于昆虫纲, 常见的如各种蜘蛛、蝎子、蜱螨等。 大多陆生,也有次生性水生或寄生的种类。

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3.1 体区的划分
体外被有几丁质外骨骼;身体分为头胸部

和腹部或头胸部和腹部完全愈合(如蜱螨); 头胸部无触角,单眼成对;腹部第一节多变成 细柄(细腰)连接头胸部和腹部。

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3.2

附肢:头胸部6对附肢,腹部附肢退化 觉),雄性脚须特化为脚须器 ,具储存 和传递精子的功能。

① 头部附肢:2对,螯肢、脚须(司触角和嗅

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? 死亡指数:★★★★ ? 地球上毒性最强的蝎子——巴勒斯坦毒蝎,在毒王榜上排
名第5。它长长的螯的末尾是带有很多毒液的螯针,趁你 不注意刺你一下,螯针释放出来的强大毒液让你极度疼痛、 抽搐、瘫痪,甚至心跳停止或呼吸衰竭。主要生活在以色 列和远东的其他一些地方。
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? 死亡指数:★★★★ ? 漏斗形蜘蛛,生活在澳大利亚悉尼市近郊。被它咬伤,在

15分钟内就会死亡。它被视为毒性最强的蜘蛛,其毒牙足 以穿透人类的指甲。与多数过着宁静生活的蜘蛛不同,这 种小家伙极具侵略性,一旦受到打扰就会抬起后腿,并不 断咬受害者。虽然雄蜘蛛的体型比雌蜘蛛小,但其毒液的 毒性是雌蜘蛛的5倍。记住一点:当你在澳洲上厕所时,要 小心碰触马桶座,因为那是毒蜘蛛最喜欢待的地方。

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胸部附肢:
胸部具4对步足,这是蛛形纲最大的识

别特征。

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腹部附肢:退化消失或特化为纺器p154 纺器是蛛形纲的特征性结构,由腹肢演变

而来。多具3对纺器(前、中、后),纺器有多 个纺管与与体内的丝腺输出管相通。

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3.3

消化系统

蜘蛛类均以液体方式进食,故在消化系统 结构上具有吮吸和贮存汁液的适应性特征:

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① 具吸胃 胃壁以发达的肌束连到背甲 上,肌肉的收缩使其有很大的抽吸食物 的能力;

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中肠分出5对盲管,用以储存汁液; 化腺,不仅具有肝脏的机能(分泌消化酶),

③ 中肠本身在腹腔内膨大,周围还有发达的消 还可用来储存汁液。

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3.4 呼吸器官--书肺和气管
蛛形纲动物具两套呼吸系统:水生肢口 纲所具有的书鳃在蛛形纲内陷后变成了书肺, 同时还出现了陆生节肢动物所特有的气管。

3.5 排泄系统--基节腺和马氏管
蛛形纲动物的排泄器官两种:既有肢 口纲一样的基节腺,又有陆生种类所特有的 马氏管(来源于内胚层),排泄物为鸟嘌呤。

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3.6

其它种类

蝎子:是节肢动物中最原始的陆生种类。外骨 骼高度骨化;体区也分为头胸部和腹部,腹部 包括前腹部和后腹部。后腹部的末端有一尾刺。 交配中有婚舞的习性,卵胎生。

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蜱螨:包括蜱类(ticks)与螨类(mites), 是蛛形纲中最大的一目。最主要的特征是头 胸部和腹部愈合,体节消失,身体背面有单 个的背甲;间接发育(卵、幼螨、若螨、成 螨)。比如人疥螨、红蜘蛛。

人疥螨
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红蜘蛛

4

多足纲(Myriapoda)
蚰蜒

分布在潮湿陆地,蠕虫 状;体分为头部和躯干部; 触角1对;躯干部每体节 1~2对足;用气管呼吸。
蜈蚣 马陆(千足虫)

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昆虫纲(Insecta)

昆虫纲是动物界中最大的一个纲。目前已 经记载的昆虫超过80万种,分布遍及陆、水、 空三界。 5.1 识别特征 身体分为头、胸、腹三部分;1对触角; 胸部有3对足、2对翅;腹部附肢退化。

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5.2 形态结构特征
5.2.1 外骨骼 外骨骼多具蜡质,内突形成肌肉附着 点,向外形成许多外长物,如刚毛、鳞片、 刺、矩。

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5.2.2 头部 头部是感觉和取食中心。卵圆形,

以膜质而能伸缩的颈与胸部相连接,形
成一个完整的骨化的头壳(capsule)。

头部具1对触角
3对口器附肢

1对复眼和若干单眼

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▲ 触角(antennae)
重要的感觉器官,具触觉、嗅觉、听觉功 能,还能感受异性的性信息激素。 触觉由柄节、梗节和鞭节三部分组成, 鞭节常分为若干节。

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触角的形态多样,是昆虫 分类和性别鉴定的重要依椐。 触角的形态: 刚毛状:蝉、蜻蜓 丝 状:蟋蟀、天牛、蝗虫等 双栉状:蚕 具芒状:蝇 鳃叶状:金龟子 膝 状:蜜蜂 环毛状:蚊子、雌蛾 棒 状:蝶类 念珠状:白蚁
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▲ 口器(mouthparts)
昆虫的取食器官, 由头部的三对附肢(大颚、 小颚、下唇)和头部骨片 (上唇、舌)组成。 口器的类型是昆虫分

类的重要依据。

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① 咀嚼式口器(chewingmouthparts)蝗虫
最原始的口器类型,适合取食固体食物。
上唇:1 片,头壳的延伸物, 组成口腔前壁。 大颚:1对,具坚利的切齿 和臼齿,用来咬碎食物。 小颚:1对,分节,下颚须 用来抱握食物,并有感 觉功能。 下唇:1片,组成口腔下壁。 下唇须有感觉功能。 舌:为口腔底壁的膜状突起, 有搅拌和味觉功能。
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② 剌吸式口器 适合吸取液体食物,如蚊子
口器的各部分呈针状,上唇内凹形成食物道,下 唇形成喙,大颚、小颚和舌合抱口针管。

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③ 虹吸式口器 鳞翅目特有,适于吸取花蜜
大部分结构退化,两小颚的外颚叶延长、

嵌合成管状,
中间形成食

物道。不用
时盘曲,取 食时伸直。

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④ 舐吸式口器

为蝇类特有的口器

大、小颚退化,下唇延长成喙,端部为唇瓣,

上唇和舌组成食物道。

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⑤ 嚼吸式口器:蜜蜂等蜂类所特有的口器
上唇、上颚保持咀嚼式口器类型,下颚、下

唇和舌延伸,合并形成食物管。既能吮吸花蜜,
又能咀嚼花粉。

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5.2.2 胸部
胸部是运动中心。昆虫的胸部由前胸、中 胸及后胸组成。每胸节着生一对足,中胸和后 胸往往各有一对翅。 各胸节的外骨骼由背板、腹板及两个侧板 构成。

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▲ 足(leg)

由基节、转节、腿节、胫节和跗节、前跗 节五部分组成,跗节又可分为若干节。 足是重要的运动器官,由于生活习性别和 生活环境不同,足的形状和功能有很大变异。

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昆虫足的不同类型:

步行足:蟑螂、步甲
跳跃足:蝗虫、跳蚤 捕捉足:螳螂 游泳足:水生昆虫 开掘足:蝼蛄

携粉足:蜜蜂
抱握足:龙虱(♂)

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▲ 翅(wing)
少数几目原始昆虫无翅,如衣鱼;还有
一些种类翅次生性退化,如蚂蚁、跳蚤、虱

子;绝大多数的昆虫都具有二对翅。
翅不是附肢,翅由中、后胸背部体壁向

外扩展而成。翅的结构和体壁结构是相同的。

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翅脉(vein): 起固定支持作 用,其中有神经分 布,血液沿翅脉循 环。翅脉在翅上的 分布形式称为脉相。

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翅的有无、形状、 数目和质地都是昆虫 分类的重要依据。 昆虫前翅按质地 可分为膜翅、覆翅、 鞘翅、鳞翅、半鞘翅, 也是分类的依据之一。

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5.2.3

腹部

腹部集中了大部分内脏器官,
如消化系统、排泄系统、生殖系统 等,是昆虫的营养和繁殖中心。

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腹部一般由10—11节组成。成虫腹部附 肢多退化,部分演变为外生殖器,如雌性的 产卵器、雄性的交配器。
部分昆虫腹部未端附肢形成尾须,为触 觉器官。P284

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外生殖器

5.3

内部结构

以蝗虫为例

5.3.1 消化系统 消化道由前、中、后肠三部分组成。三者分 别以胃盲囊和马氏管着生处为界。

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前肠:包括口、咽、食道、嗉囊和前胃,主 要作用是暂时贮存食物。 中肠:是食物消化和吸收的主要部位。中肠 前端有2-6个胃盲囊,是中肠前端的向外突起, 以增加消化吸收面积。 后肠:分为回肠、结肠和直肠,主要功能是 水分和无机盐的重吸收 ,使食物残渣形成粪便 从肛门排出。

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5.3.2

呼吸系统

由气门、气

管和微气管组成,
源于外胚层,是

表皮内陷形成的
一系列分布于全

身的充气的分支
管道。
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气门

气门是气管在体壁上的开口,常有一些 附属结构如唇瓣(气门瓣、唇状骨片)、过 虑器等来调节气门的开闭,对体内水分的蒸 发和气体流通起着调节作用。

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气管

气管是体壁向内的凹陷,向体内分支形 成气管网。 部分气管膨大成 气囊用以贮存空

气、减轻体重、
增大呼吸量。

气管内膜作螺旋加厚,形成 螺旋丝使气管扩张和增加弹性。
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微气管

气管逐级向体内分支,当气管分支到直径为 2~5微米时,进入一掌状细胞,伸出直径 1 微米 以下的微气管。

微气管末端封闭,伸入到呼吸组织,直接 与细胞进行气体交换。

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5.3.3

循环系统

为开管式循环系统。腹部的血腔被 背隔、腹隔分隔为三部分: 背血窦 (围心窦)、围脏窦、腹血窦。

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昆虫纲动物的循环系统有以下特点:
① 血管极短:只有一条背血管(心脏、

动脉)
② 心室外侧翼状肌的收缩和背腹隔的波 状运动,形成了血液流动的动力。触 角、翅和足的基部常有辅搏器。 ③ 昆虫的血淋巴不携带氧气,功能一是 运输营养物质、激素和代谢产物;二 是其中的变形细胞可吞噬细胞碎片、

细菌等。
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适应

血液在血腔或血窦中运行,压力较
低,可以避免由于附肢易折断而引起的

大量失血,这对节肢动物是一种很好的
适应。

多数节肢动物的血液中含有易凝固
血清蛋白,这也是避免大量失血的一种

方式。
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5.3.4

排泄器官

昆虫的排泄器官为马氏管(外胚层), 为细长的盲管,浸浴在血淋巴中,开口在中、 后肠的交界处。 不同的昆虫马氏管数目不同。 昆虫体 内的脂肪体 含尿盐细胞,

可进行贮存
排泄。
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5.3.5

神经感官

昆虫中枢神经系统也呈索状:脑、围 咽神经环、咽下神经节和腹神经索。 昆虫具有发达的感受器,根据刺激的

性质,昆虫的感受器可归纳成机械感受器
(如触觉、听觉)、化学感受器(味觉、

嗅觉)及光学感受器(视觉)三类。

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(1)机械感受器 触毛 (sensory seta) 分布最广泛、结构最简单 的一种机械感受器,分布在整

个体表,特别是在口器、触角
及附肢等处的表皮上。

它构成了昆虫的一种最初
的、也是很重要的警戒系统。
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本体感受器

主要感受体
表的压力及张力

的改变或部分结
构位臵的改变。 如鼓膜听器。

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蟋蟀的鼓膜
位于前足胫节 内侧,可听取 异性的鸣声。

鼓膜听器

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(2)化学感受器(chemoreceptors)
主要是嗅觉及味觉感受器。味觉感受器分

布于口器上;嗅毛(aesthetasc)是最重要的嗅
觉器,分布于触角上,分辨能力高,并具种的 特异性。

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(3)光学感受器(chemoreceptors)
单眼(ocellus) 2~3个,由一个双突的透镜、一层 角膜细胞和许多视觉细胞组成。在透镜 的边缘及视觉细胞间常有 色素细胞。 功能: 只能感 光,不能 成象。
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复眼(compound eye)
由许多六角形的小眼组成,例如蜻蜓的 复眼由10000—28000个小眼组成。 功能:感觉物体的形状、颜色、距离、运
动以及光的强度等。

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每个小眼可以分为 集光器和感光器两部分。

集光部分 通过和集合光线, 包括透镜和直接位于透 镜下方的晶体。

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感光部分:由7~8个视觉细胞构成

视杆:由视觉细胞分泌形成, 7 个视杆集合成视觉柱。 视觉细胞与神经相连, 能接受和传递视觉信息。
色素细胞:围在晶体和视杆 周围,起隔离光线作用, 防止小眼间的光线干扰。

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落在小眼上的光线 被透镜及晶体集光后到

达视杆,在视杆处视觉
色素改变成感觉信息直

接传递到脑,造成“点
的影像”,无数小眼的 点的影像互相接合,便 形成了一“镶嵌的影 像” 。
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5.3.5

生殖与发育

5.3.5.1 生殖系统结构 ♂♀异体

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① 雌性生殖系统:包括一对卵巢、一对输 卵管、一条阴道、一个受精囊和一对摄护腺,

以外生殖孔开口在腹部第7—9节腹面。

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② 雄性生殖系统:包括一对精巢、一对输 精管,输精管后端膨大成贮精囊,两个管的

末端汇合后形成射精管(ejaculatory duct),
最后射精管末端形成阴茎,以雄性生殖孔开

口在第8—9腹节上,输精管的末端具有一对
附属腺并开口其中。 雄性个体腹部末端多有抱雌器,交配时 用以把持雌性腹部。

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5.3.5.2 变态(metamorphosis) 昆虫从孵化到发育为成虫,在外部 形态、内部结构和生活习性别上都要经历 一系列的变化,这种变化就称为变态。 变态是昆虫发育的重要特征之一,包 括两种类型:

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① 不完全变态(heterometabola)
昆虫变态的一种类型,指成虫和幼虫的形 态无太大差别,只是生殖器官未发育,翅未充 分长成,生活史经过卵→幼虫(若虫或稚虫) →成虫三个阶段。如蝗虫、蜻蜓等。

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渐变态:幼体形态和生活习性 与成体相同,个体大小不同, 性器官尚未成熟,翅的发育 处于翅芽阶段。
幼体称若虫,如蝗虫 半变态 :幼体生活习性与成 体不同,幼体水生,成体陆 生。 幼虫以鳃呼吸,称作稚 虫,如蜻蜓、蜉蝣。
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完全变态(holometabola)

昆虫变态的一种类型,指成虫和幼虫的 形态结构完全不同,生活史中要经过卵→幼 虫→蛹→成虫四个阶段的变态形式。88% 的 昆虫属完全变态,如蝴蝶和蛾类的变态。

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注意几个概念:

【孵化】由卵――幼虫的过程
【蛹化】幼虫老化变成蛹的过程

【羽化】昆虫由若虫或稚虫或蛹变为成虫的
过程

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5.4

昆虫的其它生物学特征

5.4.1 世代(generation)

昆虫由卵发育到成虫,成虫再产卵,这
一过程称为一个世代。

5.4.2 休眠(dormancy)和滞育(diapause)
休眠:昆虫在不良环境下临时停止发育的状

态,当不良环境消除后可恢复发育。如昆虫
的越夏、越冬。
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滞育:是在进化过程中形成的一种新陈代 谢被抑制的生理状态。滞育的出现不直接依赖

外界环境的影响,是昆虫对于有节奏地重复到
来的不良环境条件的历史性反应,与机体内部

本质的变化有关。
凡有滞育习性的昆虫都有固定的滞育虫态,

如:家蚕以卵滞育,棉铃虫以蛹滞育,大地老
虎以高令幼虫滞育。

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5.4.3 趋性(taxis)
昆虫对某种刺激进行正向或反向运动。

根据刺激性质的不同,趋性可以区分出多种,
例如:趋光性、趋化性、趋温性、趋触性、趋地性。

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5.4.4 体色适应 保护色:许多昆虫的颜色有与周围环境 的色泽相似。

调查表明:在与体色一致的环境中,被天
敌捕食率44.9%,在与体色不一致的环境中,

被天敌捕食率 95.2%。

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警戒色:剌眼的体色对天敌有警戒作用 如剌蛾幼虫 。

黄刺蛾幼虫
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褐边绿刺蛾幼虫

5.4.5 拟态

许多昆虫能模拟周围环境中的某一物体
的形状和颜色以保护自己的现象。

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5.4.6 多态现象和社会性生活
多态现象:有些昆虫有三种或更多不同的形态,

称为多态现象。如蜜蜂有蜂后、雄蜂、工蜂之分;
蚂蚁有蚁后、雄蚁、工蚁、兵蚁之分。 少数昆虫过着群居性生活,这种生活方式是长期 演化的结果,其发展程度各有不同。社会性是建立 在多态现象和机能的高度专门化的生物学基础上的。

2016/4/6

专家挖出的蚁巢

近日,河南一场“灭蚁大战”在群山环抱的三架山 水库全面展开:国家财政部拨付10万元灭蚁专项资金, 邀来国内一流的灭蚁“正规军”,在大坝坝体上挖巢, 在坝体及坝体周围50米以内地下全面“灌药”。据悉, 消灭白蚁将在数亿只。
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5. 5 昆虫纲分类
目 口器 前翅、后翅 变 态 触角 代表动物

鞘翅目 鳞翅目

直翅目 膜翅目 异翅目 双翅目 同翅目

咀嚼式 虹吸式或退 化 咀嚼式 嚼吸式 刺吸式 刺吸式或舐 吸舐 刺吸式

前角质、后膜质 膜质,上有鳞片 前革质,后膜质 膜质,前大后小 前翅大部分角质 前翅膜质,后翅退化为平 衡棒 成虫具膜质翅,有的无翅

全 全 渐 全 渐 全 渐

多样 棒环毛 状 丝状 多膝状

金龟子 蛾、蝶 蝗虫、蟋 蟀 蜜蜂、蚂 蚁 蝽 蚊、蝇 蝉、蚜虫

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三、 小结
节肢动物是动物界中最大的一门。种类 繁多,分布极广,个体数目巨大。 节肢动物最大特点是异律分节,形成不

同的体区和具关节的附肢;体表面有几丁质
外骨骼,有蜕皮现象;附在外骨骼上的肌肉

是能迅速收缩的横纹肌;混合体腔,开管式
循环。

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水生种类的呼吸器官有鳃、书鳃,陆 生种类的有书肺、气管。水生节肢动物的

排泄器官为后肾形的基节腺、绿腺、颚腺
等,陆生节肢动物的是马氏管。

根据节肢动物呼吸器官、身体分区及
附肢等不同,分为9个纲。主要的六个纲

是:原气管纲、肢口纲、蛛形纲、甲壳纲、
多足纲、昆虫纲。

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复 习 题
1 昆虫为什么能够在地球上如此繁盛? 2 比较伪足、疣足和节肢的结构,说明各自的 进化意义? 3 节肢动物的排泄、呼吸器官有哪些类型?

4

昆虫口器类型?最原始口器的基本结构如何?

5 昆虫的发育中的变态有哪些类型?

6 体腔的类型、形成过程、特征和出现的意义?

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