不同類型殺蟲劑作用機理

1、 前言前言 第一章：殺蟲劑作用機理的理論基礎(chǔ)第一章：殺蟲劑作用機理的理論基礎(chǔ) 第二章：不同類型殺蟲劑對害蟲的作用機理第二章：不同類型殺蟲劑對害蟲的作用機理 參考文獻參考文獻 殺蟲劑的合理使用，可以控制病蟲害，保殺蟲劑的合理使用，可以控制病蟲害，保證樹木生長，鮮花盛開，糧食豐收；但是如果證樹木生長，鮮花盛開，糧食豐收；但是如果使用不當(dāng)，不僅會破壞生態(tài)環(huán)境，還會危害人使用不當(dāng)，不僅會破壞生態(tài)環(huán)境，還會危害人類的健康，甚至危及生命。因而深入了解不同類的健康，甚至危及生命。因而深入了解不同類型殺蟲劑的特性，掌握其對害蟲的作用機理，類型殺蟲劑的特性，掌握其對害蟲的作用機理，才能充分發(fā)揮其使用的有利因素，

2、以達到環(huán)境才能充分發(fā)揮其使用的有利因素，以達到環(huán)境優(yōu)美，身體健康的目標(biāo)。優(yōu)美，身體健康的目標(biāo)。 1 1 信息的傳遞機制信息的傳遞機制 1、軸突傳導(dǎo)、軸突傳導(dǎo) 2、突觸傳導(dǎo)、突觸傳導(dǎo) 2 2 離子通道離子通道 1、電壓門控性鈉離子通道（電壓依賴性通道）、電壓門控性鈉離子通道（電壓依賴性通道） 2、膜受體通道（配體門控通道）、膜受體通道（配體門控通道） 3 3 遞質(zhì)分解酶系遞質(zhì)分解酶系 信息的傳遞分為軸突傳導(dǎo)和突觸傳導(dǎo)。 1、軸突傳導(dǎo)、軸突傳導(dǎo)（即一個神經(jīng)元內(nèi)的傳導(dǎo)）（即一個神經(jīng)元內(nèi)的傳導(dǎo)）軸突軸突樹突樹突端叢端叢細胞細胞體體2、突觸傳導(dǎo)、突觸傳導(dǎo)（即神經(jīng)元之間或神經(jīng)元（即神經(jīng)元之間或神經(jīng)元-肌肉

3、之間的傳導(dǎo)）肌肉之間的傳導(dǎo)）另一另一神經(jīng)神經(jīng)元的元的樹突樹突一個一個神經(jīng)神經(jīng)元的元的端叢端叢 離子和離子通道是細胞興奮的基礎(chǔ)。特定類型的神經(jīng)元離子通道特定類型的神經(jīng)元離子通道已被證實是殺殺蟲劑的主要靶作用位點蟲劑的主要靶作用位點。除了有機磷酸酯和氨基甲酸酯類殺蟲劑阻斷乙酰膽堿酯酶外，大部分殺蟲劑作用于鈉通道和 一氨基丁酸(GABA)受體。 靶標(biāo)不敏感靶標(biāo)不敏感是害蟲對殺蟲劑產(chǎn)生抗性極為重要的一種機制，尤其與高水平抗性與高水平抗性有關(guān)有關(guān)。有機磷、氨基甲酸酯、擬除蟲菊酯和環(huán)戊二烯類殺蟲劑的抗性都已先后被證明與其作用靶標(biāo)鈉離子通道和GABA受體的某些氨基酸置換有關(guān)。 離子通道是鑲嵌在細胞膜上的蛋白

4、質(zhì)孔道，由跨膜蛋白質(zhì)大分子一通道蛋白組成，具有高度選擇性的親水通道，控制對鈉、鉀、鈣和氯等離子的通透性。在神經(jīng)沖動傳導(dǎo)中起著重要作用。 細胞膜離子通道可以分為3大類： 1、電壓門控性鈉離子通道（電壓依賴性通道）、電壓門控性鈉離子通道（電壓依賴性通道） （1）煙堿型乙酰膽堿受體 昆蟲的煙堿型乙酰膽堿受體(nAChR)局限在中樞神經(jīng)系統(tǒng)，且在神經(jīng)節(jié)上大量表達。此外，在昆蟲的腦部和神經(jīng)肌肉接頭處還有一種可被蕈毒酮激活的蕈毒酮樣受體。nAChR在突觸膜上與神經(jīng)遞質(zhì)ACh特異性結(jié)合，產(chǎn)生一系列生物學(xué)效應(yīng)。 （2）谷氨酸受體 谷氨酸(glutamieaeid，Glu)是昆蟲的神經(jīng)肌肉連接處和哺乳動物腦中的

5、興奮型神經(jīng)遞質(zhì)。研究發(fā)現(xiàn)，溴氰菊酯可作用于大腦突觸膜上的谷氨酸受體(GluR)，促進Glu的合成，并使Glu與GluR的結(jié)合量明顯增加。除了GluR以外，溴氰菊酯還對蛋白激酶C(PKC)具有直接的刺激作用。研究發(fā)現(xiàn)，溴氰菊酯可引起神經(jīng)細胞內(nèi)游離鈣水平明顯升高，這種升高可能是溴氰菊酯引起N甲基D天門冬氨酸(NMDA)受體激活，增強了PKC的活性所致 。然而，PKC活性的增高，一方面可誘導(dǎo)早期反應(yīng)基因，如c-fos和c-jun的表達，另一方面可能調(diào)節(jié)抑癌基因p53的活性從而參與溴氰菊酯弓l起的神經(jīng)細胞凋亡。上述情況的發(fā)生被認為是擬除蟲菊酯干擾了Glu遞質(zhì)合成與釋放，使得信號傳遞發(fā)生紊亂所致。（3）

6、GABA受體 GABA受體與昆蟲毒理學(xué)關(guān)系最密切。所有親離子GABA受體都屬于一個含半胱氨酸環(huán)的神經(jīng)傳送體受體超家族。這些受體包括nAChR，馬錢子堿敏感的甘氨酸受體和5-羥色胺3型受體(5-HT3受體)。這些受體都由5個亞單位低聚而成，環(huán)繞一個中央傳送門控性離子通道。占領(lǐng)或破壞GABA受體之后神經(jīng)沖動的正常傳導(dǎo)受阻 。 隨著對GABA受體研究的逐步深入，人們逐漸認識到GABA受體與乙酸膽堿酯酶和電壓敏感鈉通道一樣也是殺蟲劑重要的作用靶標(biāo)。 和殺蟲劑作用機制關(guān)系密切的是乙酰膽酯酶（AchE）。昆蟲體內(nèi)， AchE分子類型較簡單，主要是球型二聚體（G2），其次是球型單體（ G1）。不同的AchE

7、分子具有相同的底物催化特性，因為AchE氨基酸序列在不同的酶分子之間完全相同。乙酰膽酯酶的作用是催化水解神經(jīng)遞質(zhì)乙酰膽堿為膽堿和乙酸。 化學(xué)農(nóng)藥通常是指用來殺滅有害生物以及調(diào)節(jié)植物生長的化學(xué)物質(zhì)。根據(jù)農(nóng)藥的用途及成分、防治對象、作用方式機理等，分類的方法也多種多樣。殺蟲劑依據(jù)其有效成分的化學(xué)結(jié)構(gòu)可分為：有機氯農(nóng)藥、有機磷農(nóng)藥、氨基甲酸酯類農(nóng)藥、除蟲菊酯農(nóng)藥和無機農(nóng)藥等。 殺蟲劑的作用機理，主要分為神經(jīng)作用、呼吸作用、昆蟲生長調(diào)節(jié)作用三大類。其中與神經(jīng)系統(tǒng)有關(guān)的乙酰膽堿酯酶抑制劑有機磷類、氨基甲酸酯類，及鈉通道抑制劑擬除蟲菊酯類已成為殺蟲劑市場的三大支柱。 1 有機氯類殺蟲劑的作用機理有機氯類殺

8、蟲劑的作用機理1 1、農(nóng)藥毒性與品種、農(nóng)藥毒性與品種 2 2、結(jié)構(gòu)與作用機理、結(jié)構(gòu)與作用機理2 有機磷類殺蟲劑的作用機理有機磷類殺蟲劑的作用機理1 1、農(nóng)藥毒性與品種、農(nóng)藥毒性與品種 2 2、結(jié)構(gòu)與作用機理、結(jié)構(gòu)與作用機理 3 3、應(yīng)用中的注意事項、應(yīng)用中的注意事項 3 氨基甲酸酯類殺蟲劑的作用機理氨基甲酸酯類殺蟲劑的作用機理1 1、農(nóng)藥毒性與品種、農(nóng)藥毒性與品種 2 2、結(jié)構(gòu)與作用機理、結(jié)構(gòu)與作用機理4 擬除蟲菊酯類殺蟲劑的作用機理擬除蟲菊酯類殺蟲劑的作用機理1 1、從天然除蟲菊酯到擬除蟲菊酯、從天然除蟲菊酯到擬除蟲菊酯 2 2、農(nóng)藥的品種、農(nóng)藥的品種 3 3、作用機理、作用機理5 滅幼脲的

9、作用機理滅幼脲的作用機理1、農(nóng)藥毒性與品種、農(nóng)藥毒性與品種 屬劇毒和高毒劇毒和高毒，主要品種有滴滴涕(DDT)、林丹和六六六(已于1983年4月1日停止生產(chǎn)，禁止在果蔬及農(nóng)作物使用)等，目前準(zhǔn)予使用并在生產(chǎn)上流行的是硫丹(賽丹、碩丹、安殺丹)。對果品相對安全，年可間隔使用12次。2、結(jié)構(gòu)與作用機理、結(jié)構(gòu)與作用機理 有機氯農(nóng)藥是一類氯代芳香烴的衍生物氯代芳香烴的衍生物，烴類化合物中氫原子被鹵素取代后毒性增大，取代越多，毒性越大，如六六六,DDT,狄氏劑等。 此類化合物結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、難氧化、難分解和毒性大，主要是侵害神經(jīng)系統(tǒng)和實質(zhì)性器官的毒物使神經(jīng)系統(tǒng)侵害神經(jīng)系統(tǒng)和實質(zhì)性器官的毒物使神經(jīng)系統(tǒng)高度興奮引

10、起抽搐，并可損害大腦神經(jīng)細胞和肝臟等高度興奮引起抽搐，并可損害大腦神經(jīng)細胞和肝臟等，有機氯殺蟲劑易溶于有機溶劑，尤其是脂肪組織中，因此是高效高效、高毒高毒、高殘留高殘留的農(nóng)藥，尤其是DDT具明顯的致癌性能和遺傳毒性。1 1、農(nóng)藥毒性與農(nóng)藥毒性與品種品種 劇毒和高毒劇毒和高毒：甲拌磷(3911)、對硫磷(1605)、甲基對硫磷(甲基1605)、久效磷、磷胺、甲胺磷、殺撲磷(速撲殺、速蚧克)、水胺硫磷、氧樂果等。 中低毒中低毒：敵百蟲、敵敵畏、辛硫磷、樂果、馬拉硫磷(馬拉松)、乙酰甲胺磷、三唑磷、毒死蜱(樂斯本、氯吡硫磷)、丙嗅磷、倍硫磷、殺螟硫磷(殺螟松)、喹硫磷(愛卡士)、噠嗪硫磷、氯唑磷(米

11、樂爾)等。2 2、結(jié)構(gòu)與作用機理、結(jié)構(gòu)與作用機理 有機磷農(nóng)藥主要有磷酸酯類化合物磷酸酯類化合物、硫硫代磷酸酯類化合物代磷酸酯類化合物，其結(jié)構(gòu)通式： (Z一般是S或0，X是一NH2、一OCH3、一CH3、一H、一Cl、一NO2 等)，是含C-P鍵、C-O-P、C-S-P、C-N-P鍵的有機化合物，此類農(nóng)藥中心磷原子非常親電子，是顯示毒性作用的關(guān)鍵，有機磷農(nóng)藥的毒性與化學(xué)結(jié)構(gòu)有關(guān)。如(RO)2 -P結(jié)構(gòu)中，R基含C數(shù)多的毒性大，異丙基乙基 甲基。乙基1605比甲基1605毒性大2.5倍，硫聯(lián)結(jié)構(gòu)比硫離結(jié)構(gòu) 的毒性大。有機磷農(nóng)藥是典型的酶毒劑酶毒劑，殺蟲機理是吸附昆蟲體內(nèi)的膽堿酯酶，使傳導(dǎo)昆蟲神吸附

12、昆蟲體內(nèi)的膽堿酯酶，使傳導(dǎo)昆蟲神經(jīng)沖動的乙酰膽堿無法正常水解，在突觸處經(jīng)沖動的乙酰膽堿無法正常水解，在突觸處大量積累，干擾神經(jīng)沖動的正常傳導(dǎo)，誘發(fā)大量積累，干擾神經(jīng)沖動的正常傳導(dǎo)，誘發(fā)神經(jīng)毒素，導(dǎo)致昆蟲死亡神經(jīng)毒素，導(dǎo)致昆蟲死亡。一般在氣溫高時藥效顯著。由于多年推廣的高效劇毒品種因其易造成農(nóng)藥殘留、害蟲產(chǎn)生抗性、易致果銹及傷害天敵等缺陷已逐漸被淘汰，目前正向著更高效和低毒化方向發(fā)展。3 3、 應(yīng)用中的注意事項應(yīng)用中的注意事項 （1）盡量選用毒性低的品種 （2）盡量避開已應(yīng)用多年的老品種 （3）花期至采收前盡量不用 氨基甲酸酯類衛(wèi)生殺蟲劑自20世紀(jì)50年代問世以來，在短短的二十幾年就發(fā)展成為與有

13、機磷類、擬除蟲菊酯類殺蟲劑并駕齊驅(qū)的三大類農(nóng)藥之一。這對有機磷、擬除蟲菊酯類殺蟲劑的抗性以及輪換、交替使用起了重要的作用。 這類化合物對昆蟲多數(shù)都具有觸殺和胃毒作用，有的還兼有熏蒸和內(nèi)吸作用，他們速效性好，選擇性強，殘留低，殘效期長殘效期長。 與有機磷殺蟲劑相比，優(yōu)越性在于：較有機磷類殺蟲劑原藥純度純度要高高，含雜質(zhì)少含雜質(zhì)少，對環(huán)境對環(huán)境造造成不良影響影響也要少少；昆蟲對氨基甲酸酯類農(nóng)藥殺蟲劑所產(chǎn)生的抗性一般較對有機磷類殺蟲劑產(chǎn)生抗性產(chǎn)生抗性要慢慢、低低。1、農(nóng)藥的毒性與品種、農(nóng)藥的毒性與品種2、結(jié)構(gòu)與作用機理、結(jié)構(gòu)與作用機理 氨基甲酸酯類農(nóng)藥的基本結(jié)構(gòu)屬于碳酸衍生物碳酸衍生物，此類殺蟲劑的

14、作用機理是破壞昆蟲神經(jīng)系統(tǒng)的酶活破壞昆蟲神經(jīng)系統(tǒng)的酶活性，使昆蟲先出現(xiàn)興奮，發(fā)生痙攣、麻痹死亡性，使昆蟲先出現(xiàn)興奮，發(fā)生痙攣、麻痹死亡，該類化合物分解產(chǎn)物一般為C02 、胺類、酚類和醇類，這些分解物是無毒低殘留無毒低殘留的，是比較安全的農(nóng)藥，具高效廣譜高效廣譜等優(yōu)點。1、從天然除蟲菊酯到擬除蟲菊酯、從天然除蟲菊酯到擬除蟲菊酯 擬除蟲菊酯是繼有機氯、有機磷和氨基甲酸酯之后具有生物活性優(yōu)異、環(huán)境相容性較好的一大類殺蟲劑，在國際農(nóng)藥市場中占19的份額，在防治衛(wèi)生害蟲和農(nóng)作物害蟲中占有重要地位。（1）除蟲菊）除蟲菊 除蟲菊分為紅花除蟲菊和白花除蟲菊兩個品種，紅花除蟲菊僅具有觀賞價值， 白花除蟲菊中含有

15、殺蟲活性物質(zhì)。白花除蟲菊的地面以上部分均含白花除蟲菊的地面以上部分均含有天然除蟲菊酯有天然除蟲菊酯，花中含量最高，是種植、加工業(yè)注意的焦點。從19952000年的統(tǒng)計數(shù)據(jù)來看，天然除蟲菊的產(chǎn)量分布為：肯尼亞約10000kg，坦桑尼亞約2552kg，我國云南紅河森菊公司約5000kg。（2）天然除蟲菊酯優(yōu)缺點）天然除蟲菊酯優(yōu)缺點（1）優(yōu)點優(yōu)點： A高效高效：天然除蟲菊酯一旦同害蟲接觸，立即作用于其中樞神經(jīng)系統(tǒng)，導(dǎo)致其迅速死亡； B 低毒低毒：對人和溫血動物低毒，即使意外食用或接觸，也可迅速在體內(nèi)放代謝。例如，美國政府批準(zhǔn)天然除蟲菊酯類產(chǎn)品可以在蔬菜和食品運送至超市和加工廠的途中使用； C低抗性低

16、抗性：結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性阻止害蟲抗性的產(chǎn)生； D 廣譜廣譜：天然除蟲菊酯包含6個結(jié)構(gòu)相近的化合物，殺蟲譜比單一殺蟲劑廣可以防治室內(nèi)和花園內(nèi)的蒼蠅、蚊子、蟑螂、蚜蟲和螞蟻等； E環(huán)境兼容性環(huán)境兼容性：天然除蟲菊酯容易被光和空氣降解； F驅(qū)避性驅(qū)避性：天然除蟲菊酯是一種低毒的強力驅(qū)避劑，可以在食品和倉儲谷物中使用； G激活作用激活作用：天然擬除蟲菊酯比其它殺蟲劑有更強的激活作用，它可以驅(qū)使在洞穴中的害蟲爬出而同殺蟲劑接觸。（2）缺點缺點： A 它在害蟲體內(nèi)十分容易被代謝而迅速失去活性； B光不穩(wěn)定性。 （3）擬除蟲菊酯的開發(fā)）擬除蟲菊酯的開發(fā) 從除蟲菊花中提取除蟲菊酯，不但成本高，而且也滿足不了各方面的

17、大量需要，所以當(dāng)除蟲菊酯的結(jié)構(gòu)被確定以后，各國的學(xué)者就開始通過分別改變酸部分和醇部分的結(jié)構(gòu)來篩選和尋找新的殺蟲劑。1949年美國的Schechter和La Forge合成了擬除擬除蟲菊酯丙烯除蟲菊酯蟲菊酯丙烯除蟲菊酯。 擬除蟲菊酯發(fā)展到今天已先后經(jīng)歷了從對光不穩(wěn)定性到對光穩(wěn)定性光穩(wěn)定性從環(huán)丙烷結(jié)構(gòu)到非環(huán)結(jié)構(gòu)非環(huán)結(jié)構(gòu)、從羧酸酯類到非羧酸酯類非羧酸酯類，以及引入含氟基團含氟基團、雜雜環(huán)結(jié)構(gòu)環(huán)結(jié)構(gòu)等一系列過程。 目前，擬除蟲菊酯類殺蟲劑的開發(fā)朝著下列方向發(fā)展： 開發(fā)低魚毒的品種； 結(jié)構(gòu)中引入氟原子，提高生物活性以及解決其抗性問題； 開發(fā)第二除蟲菊酸類擬除蟲菊酯； 開發(fā)土壤用藥品種； 開發(fā)具殺螨活性的

18、藥劑； 光學(xué)異構(gòu)體拆分、立體有擇合成高活性化合物。2、農(nóng)藥的品種、農(nóng)藥的品種 富銳、氰戊菊酯(殺滅菊酯、速滅殺丁)、順式氰戊菊酯(來福靈)、溴氰菊酯(敵殺死)、氯氰菊酯(安綠寶、滅百可、韓樂寶、賽波凱、興棉寶)、順式氯氰菊酯(高效安綠寶、百事達、高效滅百可、奮斗吶、快殺敵)、高效氯氰菊酯(高效順、反氯氰菊酯)、三氟氯氰菊酯(綠色功夫)、高效氟氯氰菊酯(保得)、聯(lián)苯菊酯(天王星)、甲氰菊酯(滅掃利)等。3、作用機理作用機理 昆蟲的神經(jīng)沖動在傳導(dǎo)過程中，軸突有大量的Na、K進出，離子進出受離子通道的控制，除蟲菊酯類農(nóng)藥，就是破壞破壞軸突離子通道而影響神經(jīng)功能的神經(jīng)毒劑軸突離子通道而影響神經(jīng)功能的神經(jīng)毒劑，它們大都具有一個環(huán)丙烷，環(huán)丙烷中C1和C3是兩個不對稱碳原子，使得這個環(huán)具空間立體結(jié)構(gòu)，當(dāng)整個分子所具有的構(gòu)型與其作用的軸突受體構(gòu)型取同一致時，易與受體結(jié)合，