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黄粉虫为完全变态昆虫，一生要经过卵、幼虫、蛹、成虫四个阶段，生活史及各阶段所经历的时间与环境温度、湿度、饲料、饲养管理密切相关（表 3）。在自然条件下，黄粉虫在我国北方地区一般一年发生 1 代，以幼虫越冬。在南方地区可一年发生 2 代。在北方地区，黄粉虫以幼虫越冬，3 月中旬至 4 月上旬开始活动，幼虫逐渐老熟化蛹，5 月中旬开始羽化为成虫，性成熟后开始交配、产卵繁殖。由于个体变态时间极不一致，同一批黄粉虫幼虫，从群体中出现化蛹者到最后 1 只化蛹完毕时间可持续 30 天以上。所以黄粉虫活动期往往同时出现卵、幼虫、蛹和成虫。在人工饲养条件下，冬季采取加温措施，可全年生长繁殖，一般完成 1 个世代需要80~100 天，一年可饲养 3~4 个世代。若全部控制在最适温度、湿度条件下饲养，理论上完成 1 个世代需要 45~60 天。
表 3 黄粉虫各虫态生长发育周期
黄粉虫卵孵化期的长短与温度密切相关，在 10℃条件下，卵很少孵化，15~20℃时需要 7~12 天，20~25℃时需要 7~8 天，25~32℃时需要 3~5 天。在自然变温条件下，全天 24 小时均可孵化，但以后半夜至早晨 8:00 前孵化最多，卵的孵化率可达 90%。
黄粉虫幼虫生长发育过程伴随着周期性的蜕皮。幼虫每蜕皮1 次增加 1 龄，体形变大，体重也随之增加。黄粉虫幼虫生长期一般为 80~130 天，最长可达 480 天，平均生长期 120 天。黄粉虫幼虫一生中蜕皮次数差异较大，且与环境温度及营养条件有关。在20~25℃时蜕皮 12~15 次，25~30℃时蜕皮 9~14 次，30~34℃时蜕皮 15~20 次，温度低于 10℃时，幼虫开始进入冬眠状态。在相同温度下，每个饲养群都有 10%~15%的个体发育缓慢，发育最快和最慢的幼虫期差距近 1 倍。幼虫蜕皮时常先爬浮于饲料或群体表面，后停止取食，头部蜕裂线裂开，幼虫从蜕皮中蜕出。刚蜕皮的幼虫乳白色，比较幼嫩，容易受到伤害，1~2 天后变为黄褐色，体壁也随之硬化。黄粉虫幼虫的生长情况因龄期的不同而有明显的差异，在低龄期生长速度较快，高龄及老熟幼虫生长缓慢，幼虫平均每天的增重随着日龄增长而增大，当幼虫生长到一定阶段（即60~65 日龄）后，其幼虫的每天增重则呈下降趋势。
老熟幼虫化蛹时会爬到饲料表面或幼虫较少的场所，然后停止取食和活动，身体稍微缩短弯曲呈“C”或“S”形，进入预蛹期。3~4 天后蛹从幼虫表皮中脱出，完成化蛹过程。蛹初为乳白色，1 天后变为浅黄色。黄粉虫的蛹只能靠扭动腹部运动，不能爬行。黄粉虫的成虫和幼虫都可以蚕食蛹，将蛹作为食物。黄粉虫蛹期的长短与温度相关，在 15~20℃条件下蛹期为 8~20 天，25~32℃时为6~8 天。
蛹发育成熟后颜色变深呈褐色，羽化前成虫在蛹内不断扭动，使蛹壳破裂并从中蜕出。蛹的羽化适宜相对湿度为 50%~70%，温度为 25~30℃。如温度过高或过低，湿度不适宜的情况下（尤其在北方低温、低湿的情况下），羽化时间延长，羽化率降低，往往出现黑色死蛹和干僵蛹。
初羽化的成虫为乳白色，1~2 天后体壁变硬呈黄褐色或红褐色，4~5 天后变为黑褐色，并开始交配产卵。成虫的寿命一般为50~160 天，平均寿命为 60 天。成虫的寿命受温度、湿度和营养条件的影响较大，在 33℃以上时，成虫寿命缩短，产卵很少或不能产卵。当气温达到 38℃以上时，成虫的寿命只有 5 天。在适宜的温度、湿度及营养状况下，尤其是在增加蛋白质供应条件下，成虫的产卵量可以成倍增加，且可延长成虫寿命及繁殖时间。