07杀菌剂的杀菌作用原理

如在植物细 胞内，Na+ 可以阻止植物细胞内
mRNA 的复制，从而影响蛋白质合成； 如放线菌素D可以作用于多种真菌，破坏DNA模 板功能，阻止肽链伸长。 病毒侵染植物之后，改变植物细胞膜的结构， 使Na+大量进入植物细胞内，刺激病毒蛋白质的合 成。
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B
间接影响 a 所有影响核酸合成的杀菌剂其结果都会影响
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有些杀菌剂在低浓度或短时间内可以抑制菌丝生长，但对
孢子萌发不产生影响，这是只起了抑菌作用；但是当浓度高 到某一值，作用时间长到某一时期，它就又可以抑制孢子的 萌发了，成为起杀菌作用的药剂了。 例如，5ppm 的苯来特可抑制一些白粉病菌丝的生长，而
高过500ppm 就可影响孢子萌发；
10ppm 的涕必灵可抑制黑霉菌的生长而对孢子萌发没有影 响，但作用时间延长到1hr后则会杀死孢子； 20ppm 地茂散不会抑制立枯病菌的呼吸作用，而8ppm 则 足以影响 DNA 的合成。
物就是与有关含-SH辅基的酶发生反应而抑制其
一般选择性高的药剂，就可利用线粒体上的这些差
异性针对性地抑制菌类的呼吸，使菌类生物氧化不
能正常进行，起到杀菌作用。
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能量的来源
在菌类主要是通过糖，脂肪的生物氧化。
糖的氧化主要有三条通道，有氧氧化通路，无
氧氧化（糖酵解）通路，磷酸戊糖通路。
由于糖酵解提供的能量很少，杀菌剂干扰这个
代谢途径对防治植物病害的不大，与杀菌剂作用有
从理论上弄清活性结构所起作用的原理，可以指导我们
正确地使用杀菌剂，有助于寻找，筛选更理想的杀菌剂， 同时也推动了农药基础理论的不断深入发展。
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（二）杀菌剂作用机理的类型
杀菌剂的作用方式是多种多样的，我们可以从不
同的角度区分，根据其作用部位（或代谢环节）是
单一的，还是多个的，可以分为专化性（单作用点）
继而瓦解。
A.溶解和破坏菌体细胞壁组成的部分物质 B.抑制细胞壁附近的一些酶（如糖酶）的活性
A. 溶解和破坏菌体细胞壁组成的部分物质 a.对真菌细胞壁的影响 真菌细胞壁的主要成分是几丁质和纤维素，此外还有色素， 多糖物质，少量果酸，蛋白质和微量的碳水化合物，脂肪， 矿物质，其中几丁质受损是药剂对细胞壁功能最严重的破坏。 不同类的真菌，细胞壁的组分不同。不同的药剂的作用点也 不同。 如稻瘟灵影响几丁质以外的其他细胞壁成分的合成，这些
制，或线粒体结构遭到破坏，生物氧化就要受到严 重影响，能量形成就会受到阻碍。
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大多数常规性多作用点的杀菌剂选择性小，容 易造成药害，这是因为在病菌线粒体上进行物质氧
化的酶系，与植物上有很大的相似性，杀菌的同时
对植物也有威胁，但线粒体上的酶系不论种类或数
量或线粒体的结构，在不同生物中也不完全一样，
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CH3 H2 N COOH
对氨基苯甲酸 （叶酸）
CH3 H2N SO3H
对氨基苯磺酸
（敌锈钠）
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D.影响核酸的聚合
灰黄霉素：这个抗菌素除前面提过的影 响真菌细胞壁微纤维结构的作用外，也可 与真菌的RNA结合，形成稳定的复合物而影 响核酸的合成。
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（2）抑制蛋白质的合成
A.药剂对蛋白质合成的直接影响
N
H
腺嘌呤（A）
鸟嘌呤（G）
N C NH COOCH3 N
H
多菌灵
N C NH COOCH3 N CONHC4H9
苯来特
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B.杀菌剂与形成碱基的组分结构相似 因而竞争性抑制干扰了核酸合成过程中的某一 个反应，使核酸合成不能完成。 如6-N杂尿嘧啶是阻制了尿嘧啶合成过程中的尿 嘧啶-6-甲酸核苷-5-磷酸的脱羧作用，这里的脱羧 作用受阻抑，是6-氮杂尿嘧啶在菌体内转变为6-氮 杂尿嘧啶核苷酸后，竞争性抑制了乳清酸核苷-5磷酸的作用，使菌体嘧啶生物合成受到影响。
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3.抑菌作用的实践意义： 首先，由于菌体在受抑制的时间里会逐 渐老熟，失去萌发力，与此同时作物受药剂 的影响不大，可以正常地生长，避过感病， 免于发病。 第二，内吸杀菌剂大部分是起抑菌作用 的，这样为其能在实际上广泛应用提供了理 论依据，在病害防治上越来越显示出重要性 与优越性。
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二、杀菌剂的作用机理
和多作用点两大类。
前者选择性强，但病菌易产生抗药性，后者选择
性弱。
归纳起来，它的作用方式主要有以下几种类型：
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1.破坏细胞的结构
真菌的细胞壁和细胞膜在维持细胞正常的生命活动，新 陈代谢过程中起着极为重要的作用，有多种杀菌剂是通过
对细胞壁、细胞膜等结构的破坏而达到杀菌目的的。
（1）破坏菌体的细胞壁（主要表现在两个方面） 目前应用的杀菌剂主要是阻碍菌体细胞壁的形成。细胞 壁形成受阻的中毒症状是真菌孢子芽管粗糙，末端膨大或 扭曲变形，菌丝过度分枝；细菌的中毒表现为原生质裸露，
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C. 对细胞膜组分甾醇的破坏
这类杀菌剂的作用主要是影响菌体细胞膜生物合成中由
鱼鲨烯形成甾醇的阶段，药剂通称为甾醇抑制剂，包括吗啉 类、哌嗪类、吡啶类、嘧啶类、二氮唑类与三氮唑类等，但 作用位点不同。 吗啉类是抑制甾醇生物合成过程Δ8-Δ7 的双键异构
化，打击点是Δ14异构酶；而其它5类都是抑制甾醇生物合成
过程中由多功能氧化酶细胞色素P450催化进行的甾醇C14上的 脱甲基，使真菌麦角甾醇脱甲基不能进行。
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（3）杀菌剂破坏菌体内多种细胞器或其他结构 杀菌剂破坏细胞器如线粒体，核糖体或其他细 胞结构如纺锤体等，这些细胞器和细胞结构的破坏
是各种杀菌剂不同作用的不同结果，这些作用会导
致菌体细胞代谢的深刻变化，与药剂对代谢过程的 干扰有密切的关系。
杀菌剂一旦进入菌体之后，就进行一系 列的代谢反应，其活性结构在其他因素的配
合下，寻找作用点，以达到抑菌或杀菌的目
的，这个过程称为作用机制。
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（一）研究杀菌剂作用机制的意义

迄今为止杀菌剂的发展历史经历了三大阶段：
1.40年代初之前是无机化合物应用时期；
2.1940-1970年代初为有机化合物应用时期；
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（2）破坏菌体的细胞膜
菌体细胞膜是由许多亚单位组成，每个亚单位主要含有类脂质，蛋 白质，甾醇和一些盐类。亚单位是由金属桥和疏水键连结起来。 A.膜上的亚单位连结点的疏水键和金属桥被杀菌剂击断，使膜出现裂 缝或孔隙，如多果定；还有一些杀菌剂能与膜中的一些金属桥形成络 合物，正常的金属桥受破坏，使膜失去生理功能，导致细胞死亡。 B.使细胞膜上的酶受影响，作用在此点的主要是有机磷化合物和含铜、 汞金属化合物。 含铜汞的化合物，由于其阳离子的活力可与菌体内许多物质起反应， 引起蛋白质沉淀，打击目标是细胞膜上与三磷酸腺苷水解酶有关的-SH 基，从而改变膜的透性。 有机磷化合物主要是抑制酶的活性。
中琥珀酸脱氢酶系到辅酶Q之间的非血红铁硫蛋白。
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3.干扰病原菌的生物合成
病菌的生长，繁殖，需要许多特定的物质，以
便形成新细胞，这是病原菌生命过程的基本活动，
有许多杀菌剂可干扰病原菌的生物合成过程。
主要影响有：对细胞壁组分合成的影响；对细
胞膜上甾醇合成的影响；对核酸合成的影响；对蛋 白质合成的影响。
物质主要是脂肪酸，甘油酯和一些磷酯。如50ug/ml的稻瘟
灵可以使稻瘟菌菌丝对糖的摄取受阻，从而影响细胞壁的形 成。药剂处理的稻瘟菌菌丝表现粗大，比对照大2-3倍。
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b.对细菌细胞壁形成的影响
细菌细胞壁总的分为两大类，即革兰氏染色阳性和 阴性，这二类细菌细胞中都含有胞壁质粘肽（肽多糖）， 是一种由多聚糖和多肽交叉连结而成的复杂化合物。 一些干扰细胞壁质生成的抗菌素都能起到破坏细菌 细胞壁的杀菌作用。如青霉素的结构与细胞壁质的末端 部分D-丙氨酰的结构相似，可以竞争性地与转肽酶结合， 从而抑制了转肽酶与肽多糖的结合。
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（4）对呼吸链电子传递的影响
ATP是生物体能量贮存库，在生物体中ATP主要在
呼吸链中三个位点形成，因此，对呼吸链中电子传
递的干扰是杀菌剂的重要作用机理之一。目前的资
料认为：呼吸链的复合物1.2.3.4四个部位都有杀菌
剂的作用点。
例如，敌克松会强烈地抑制辅酶Ⅰ（NADH）与细
胞色素C之间的电子传递，萎锈灵是作用于复合物2
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C.杀菌剂通过影响菌体叶酸而干扰核酸的合成
叶酸在核酸合成过程中起很大的作用，有的杀
菌剂是通过影响叶酸而干扰菌体核酸合成的。
如敌锈钠是叶酸代谢物的抑制剂，抑制嘌呤的
生物合成，尤其是胸腺嘧啶的合成。其分子结构
与菌体叶酸分子结构中的对氨基苯甲酸部分相似，
因而与对氨基苯甲酸争夺酶系统，阻碍了菌体正
常的叶酸合成。
面则是起抑菌作用。
静菌作用:
在植物病害防治中使用杀菌剂，使菌类 生命活动的某一过程受抑制，使其不能正常
地进行代谢，当取消了杀菌剂或加入生理活
性物质后，菌类又可恢复正常。
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含有一些重金属元素的杀菌剂，如铜汞等制剂， 主要是起杀菌作用的，它们可以破坏菌体的细胞结 构，使菌体的蛋白质凝固，而这种反应是不可逆的。 有人把能够影响菌体内生物氧化的，抑制孢子萌 发的认为是起杀菌作用的杀菌剂，而把能影响菌体 内生物合成的，抑制菌丝生长的认为是起抑菌作用 的杀菌剂，但是这两种作用不是能截然分开的。
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（3）对三羧酸循环的影响
三羧酸循环是在线粒体内进行的，参与三羧酸循环的每 个过程的作用酶都分布在线粒体膜、基质和液泡中，因而 杀菌剂对三羧酸循环的影响主要是对这些关键酶活性的抑 制，使代谢过程不能进行。 如克菌丹可以使辅酶A失活；有机硫代森类杀菌剂会与菌 体三羧酸循环中的乌头酸酶鏊合，使酶失活； 含铜杀菌剂会抑制延胡索酸酶的活性。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
蛋白质合成。
b 某些与氨基酸相类似的化合物也会影响正常
蛋白质的合成。如青霉素对多种细菌的作用是由于
青霉素结构与细菌细胞壁主要成分粘肽的前身化合
物丙氨酰丙氨酸分子结构中的一部分立体结构相似，
从而抑制了壁上蛋白质的合成。
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c 蛋白质合成过程中某些酶的活性受到抑
制，从而影响蛋白质合成。如异硫氰酯类化合
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（1）对核酸合成的影响
A. 掺假核酸的作用 杀菌剂与菌体内核酸碱基化学结构相似，因 而代替了核苷酸的碱基，造成所谓“掺假核酸”。 如多菌灵，苯来特的结构与嘌呤很相似，因 而干扰了磷酸腺苷或磷酸鸟苷的合成，起到“掺 假核酸”的作用。
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NH2 N N
O
N
N
N
N
HN H2N N
N N
H
N H
嘌 呤
关的则主要是三羧酸循环以后的电子传递的整个有
氧氧化通路，从现有材料来看，杀菌剂对菌体内物 质氧化的影响有以下几方面：
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（1）对乙酰辅酶A的影响
糖酵解在细胞质中进行的，它产生丙酮酸透入线 粒体，在丙酮酸脱氢酶系的作用下形成乙酰辅酶A， 然后进入三羧酸循环进行有氧氧化。如克菌丹，可 影响丙酮酸脱羧作用时的一种辅酶，即硫胺素焦磷 酸的活性，使丙酮酸转化为乙酰辅酶A的过程受阻， 以下反应则无法进行。
杀菌剂的杀菌作用原理
一、杀菌剂的作用方式
1.作用方式常见的为杀菌作用和抑菌作用。
2.杀菌剂对菌类毒性的表现是多方面的
通常是影响菌丝生长、孢子生长、各种子实体
和附着胞的形成、细胞膨胀，细胞原生质和线粒体
的瓦解以及细胞壁，细胞膜的破坏等。有的影响到
菌的生物合成，有的影响菌的生物氧化。这些中毒
症状，有的是由于杀菌剂起了杀菌作用；而另一方
3.70年代初-今，是典型的内吸杀菌剂研制成功
并广泛应用的时期。

其作用机理也相继发生变化，逐步由多作用点向 少作用点发展，即从较少选择性到较高的选择性 发展。
为什么同一杀菌剂对某些菌类有效，而对其他菌类无
效呢？为什么对同一菌体，很多杀菌剂对它有效呢？这就 要从作用机制的理论来进行分析。 经研究证实，上述第一种情况是菌体之间的差异导致对 同一杀菌剂有不同的反应; 在第二种情况下，不同杀菌剂对同一菌体虽有效，但各 自作用点并不相同。
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2.抑制能量的生成---干扰生物氧化
病原真菌是一类寄生生物，为了完成自身的生
长、发育，繁殖，新陈代谢全过程，它们必须依赖
寄主植物，从寄主那里获得营养，能量。在生命过
程中，真菌能量的来源主要是糖，脂肪的氧化，在
一个细胞内，能的形成主要是在线粒体上进行，线
粒体上有许多生物氧化需要的酶类，一旦酶受到抑
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（2）对脂肪氧化的影响
脂肪是菌体内能量的重要来源之一，也是一 种重要的供能代谢物质，对脂质氧化的影响也是杀 菌剂作用机理之一。杀菌剂作用于生物体中饱和脂
肪酸的氧化分解，即β-氧化（不需氧氧化），β氧
化整个过程均需乙酰辅酶A参与，杀菌剂如克菌丹，
代森类等使得乙酰辅酶A活性受阻，使得氧化过程
中脱氢与碳链不能降解，从而影响脂肪的氧化。