不同类型杀虫剂的作用机理

（3）拟除虫菊酯的开发 从除虫菊花中提取除虫菊酯，不但成本高，而 且也满足不了各方面的大量需要，所以当除虫菊酯 的结构被确定以后，各国的学者就开始通过分别改 变酸部分和醇部分的结构来筛选和寻找新的杀虫剂。 1949年．美国的Schechter和La Forge合成了拟除 虫菊酯丙烯除虫菊酯。 拟除虫菊酯发展到今天．已先后经历了从对光 不稳定性到对光稳定性．从环丙烷结构到非环结构、 从羧酸酯类到非羧酸酯类，以及引入含氟基团、杂 环结构等一系列过程。 目前，拟除虫菊酯类杀虫剂的开发朝着下列方 向发展： ①开发低鱼毒的品种； ②结构中引入氟原子，提高生物活性以及解决其抗 性问题； ③开发第二除虫菊酸类拟除虫菊酯； ④开发土壤用药品种； ⑤开发具杀螨活性的药剂； ⑥光学异构体拆分、立体有择合成高活性化合物。
（3）GABA受体 GABA受体与昆虫毒理学关系最 密切。所有亲离子GABA受体都属 于一个含半胱氨酸环的神经传送体 受体超家族。这些受体包括nAChR， 马钱子碱敏感的甘氨酸受体和5-羟 色胺3型受体(5-HT3受体)。这些 受体都由5个亚单位低聚而成，环 绕一个中央传送门控性离子通道。 占领或破坏GABA受体之后神经冲 动的正常传导受阻 。 随着对GABA受体研究的逐步 深入，人们逐渐认识到GABA受体 与乙酸胆碱酯酶和电压敏感钠通道 一样也是杀虫剂重要的作用靶标。
有机氯农药是一类氯代芳香烃的衍生物，烃类化合 物中氢原子被卤素取代后毒性增大，取代越多，毒性 越大，如六六六,DDT,狄氏剂等。 此类化合物结构稳定、难氧化、难分解和毒性大， 主要是侵害神经系统和实质性器官的毒物使神经系统 高度兴奋引起抽搐，并可损害大脑神经细胞和肝脏等， 有机氯杀虫剂易溶于有机溶剂，尤其是脂肪组织中， 因此是高效、高毒、高残留的农药，尤其是DDT具明显 的致癌性能和遗传毒性。
1、农药的毒性与品种
2、结构与作用机理
氨基甲酸酯类农药的基本结构属于碳酸衍生物， 此类杀虫剂的作用机理是破坏昆虫神经系统的酶活 性，使昆虫先出现兴奋，发生痉挛、麻痹死亡，该 类化合物分解产物一般为C02 、胺类、酚类和醇类， 这些分解物是无毒低残留的，是比较安全的农药， 具高效广谱等优点。
有机磷类
3、 应用中的注意事项
（1）尽量选用毒性低的品种 （2）尽量避开已应用多年的老品种 （3）花期至采收前尽量不用
§3 氨基甲酸酯类杀虫剂的作用机理
氨基甲酸酯类卫生杀虫剂自20世纪50年代问 世以来，在短短的二十几年就发展成为与有机磷 类、拟除虫菊酯类杀虫剂并驾齐驱的三大类农药 之一。这对有机磷、拟除虫菊酯类杀虫剂的抗性 以及轮换、交替使用起了重要的作用。 这类化合物对昆虫多数都具有触杀和胃毒作 用，有的还兼有熏蒸和内吸作用，他们速效性好， 选择性强，残留低，残效期长。 与有机磷杀虫剂相比，优越性在于：①较有 机磷类杀虫剂原药纯度要高，含杂质少，对环境 造成不良影响也要少；②昆虫对氨基甲酸酯类农 药杀虫剂所产生的抗性一般较对有机磷类杀虫剂 产生抗性要慢、低。
第一章：杀虫剂作用机理的理论基础 • §1 信息的传递机制
• 1、轴突传导 • 2、突触传导
• §2 离子通道
• 1、电压门控性钠离子通道（电压依赖性通道） • 2、膜受体通道（配体门控通道）
• §3 递质分解酶系
§1 信息的传递机制
信息的传递分为轴突传导和突触传导。
1、轴突传导
（即一个神经元内的传导）
抑制胆碱酯酶的活性，使昆虫不能分解乙酰胆碱，使昆虫的神经持续兴奋， 直至死亡
§4 拟除虫菊酯类杀虫剂的作用机理 1、从天然除虫菊酯到拟除虫菊酯
拟除虫菊酯是继有机氯、有机磷和氨基甲酸酯 之后具有生物活性优异、环境相容性较好的一大 类杀虫剂，在国际农药市场中占19％的份额，在 防治卫生害虫和农作物害虫中占有重要地位。 （1）除虫菊 除虫菊分为红花除虫菊和白花除虫菊两个品种， 红花除虫菊仅具有观赏价值， 白花除虫菊中含有 杀虫活性物质。白花除虫菊的地面以上部分均含 有天然除虫菊酯，花中含量最高，是种植、加工 业注意的焦点。从1995～2000年的统计数据来看， 天然除虫菊的产量分布为：肯尼亚约10000kg， 坦桑尼亚约2552kg，我国云南红河森菊公司约 5000kg。
不 同 点 吸附昆虫体内的胆碱酯 酶，使传导昆虫神经冲 动的乙酰胆碱无法正常 水解 先水解呈磷氧化而抑制 胆碱酯酶，其抑制程度 与水解程度成正比。 共同 点
氨基甲酸酯类
以化合物分子整体与昆虫内乙酰胆碱酯酶发生反 应
水解后抑制作用降低故毒性一般较有机磷要低， 这类化合物在动植物和土壤中能较快地代谢为无 害物质，在人体内也不造成积蓄，不污染环境。
1、电压门控性钠离子通道（电压依赖性通道）
2、膜受体通道（配体门控通道）
（1）烟碱型乙酰胆碱受体 昆虫的烟碱型乙酰胆碱受体(nAChR) 局限在中枢神经系统，且在神经节上大量 表达。此外，在昆虫的脑部和神经肌肉接 头处还有一种可被蕈毒酮激活的蕈毒酮样 受体。nAChR在突触膜上与神经递质ACh 特异性结合，产生一系列生物学效应。
§3 递质分解酶系
和杀虫剂作用机制关系密切的是 乙酰胆酯酶（AchE）。昆虫体内， AchE分子类型较简单，主要是球型 二聚体（G2），其次是球型单体 （ G1）。不同的AchE分子具有相同 的底物催化特性，因为AchE氨基酸 序列在不同的酶分子之间完全相同。 乙酰胆酯酶的作用是催化水解神经 递质乙酰胆碱为胆碱和乙酸。
§2 有机磷类杀虫剂的作用机理
1、农药毒性与品种
剧毒和高毒：甲拌磷(3911)、对硫磷 (1605)、甲基对硫磷(甲基1605)、久效磷、磷 胺、甲胺磷、杀扑磷(速扑杀、速蚧克)、水胺 硫磷、氧乐果等。 中低毒：敌百虫、敌敌畏、辛硫磷、乐果、 马拉硫磷(马拉松)、乙酰甲胺磷、三唑磷、毒 死蜱(乐斯本、氯吡硫磷)、丙嗅磷、倍硫磷、 杀螟硫磷(杀螟松)、喹硫磷(爱卡士)、哒嗪硫 磷、氯唑磷(米乐尔)等。
树突
细胞 体
轴突
端丛
2、突触传导
（即神经元之间或神经元-肌肉之间的传导） 一个 神经 元的 端丛 另一 神经 元的 树突
§2 离子通道
离子和离子通道是细胞兴奋的基础。 特定类型的神经元离子通道已被证实是杀 虫剂的主要靶作用位点。除了有机磷酸酯 和氨基甲酸酯类杀虫剂阻断乙酰胆碱酯酶 外，大部分杀虫剂作用于钠通道和 一氨 基丁酸(GABA)受体。 靶标不敏感是害虫对杀虫剂产生抗性 极为重要的一种机制，尤其与高水平抗性 有关。有机磷、氨基甲酸酯、拟除虫菊酯 和环戊二烯类杀虫剂的抗性都已先后被证 明与其作用靶标钠离子通道和GABA受体 的某些氨基酸置换有关。
不同类型杀虫剂的作用机理
目 录
• • • • 前言 第一章：杀虫剂作用机理的理论基础 第二章：不同类型杀虫剂对害虫的作用机理 参考文献
前 言
杀虫剂的合理使用，可以控制病虫害，保 证树木生长，鲜花盛开，粮食丰收；但是如果 使用不当，不仅会破坏生态环境，还会危害人 类的健康，甚至危及生命。因而深入了解不同 类型杀虫剂的特性，掌握其对害虫的作用机理， 才能充分发挥其使用的有利因素，以达到环境 优美，身体健康的目标。
（2）谷氨酸受体 谷氨酸(glutamieaeid，Glu)是昆虫的 神经肌肉连接处和哺乳动物脑中的兴奋型 神经递质。研究发现，溴氰菊酯可作用于 大脑突触膜上的谷氨酸受体(GluR)，促进 Glu的合成，并使Glu与GluR的结合量明显 增加。除了GluR以外，溴氰菊酯还对蛋白 激酶C(PKC)具有直接的刺激作用。研究发 现，溴氰菊酯可引起神经细胞内游离钙水 平明显升高，这种升高可能是溴氰菊酯引 起N甲基D天门冬氨酸(NMDA)受体激活， 增强了PKC的活性所致 。然而，PKC活性 的增高，一方面可诱导早期反应基因，如 c-fos和c-jun的表达，另一方面可能调节 抑癌基因p53的活性从而参与溴氰菊酯弓l 起的神经细胞凋亡。上述情况的发生被认 为是拟除虫菊酯干扰了Glu递质合成与释放， 使得信号传递发生紊乱所致。
§5 灭幼脲的作用机理
§1 有机氯类杀虫剂的作用机理
1、农药毒性与品种
属剧毒和高毒，主要品种有滴滴涕(DDT)、林丹和 六六六(已于1983年4月1日停止生产，禁止在果蔬及农 作物使用)等，目前准予使用并在生产上流行的是硫丹 (赛丹、硕丹、安杀丹)。对果品相对安全，年可间隔 使用1～2次。
2、结构与作用机理
有机磷农药是典型的酶毒剂，杀虫机理 是吸附昆虫体内的胆碱酯酶，使传导昆虫神 经冲动的乙酰胆碱无法正常水解，在突触处 大量积累，干扰ຫໍສະໝຸດ Baidu经冲动的正常传导，诱发 神经毒素，导致昆虫死亡。 一般在气温高时药效显著。由于多年推 广的高效剧毒品种因其易造成农药残留、害 虫产生抗性、易致果锈及伤害天敌等缺陷已 逐渐被淘汰，目前正向着更高效和低毒化方 向发展。
（2）天然除虫菊酯优缺点
（1）优点： A．高效：天然除虫菊酯一旦同害虫接触，立即作用于其中 枢神经系统，导致其迅速死亡； B． 低毒：对人和温血动物低毒，即使意外食用或接触，也 可迅速在体内放代谢。例如，美国政府批准天然除虫菊酯类 产品可以在蔬菜和食品运送至超市和加工厂的途中使用； C．低抗性：结构的复杂性阻止害虫抗性的产生； D． 广谱：天然除虫菊酯包含6个结构相近的化合物，杀虫谱 比单一杀虫剂广．可以防治室内和花园内的苍蝇、蚊子、蟑 螂、蚜虫和蚂蚁等； E．环境兼容性：天然除虫菊酯容易被光和空气降解； F．驱避性：天然除虫菊酯是一种低毒的强力驱避剂，可以在 食品和仓储谷物中使用； G．激活作用：天然拟除虫菊酯比其它杀虫剂有更强的激活作 用，它可以驱使在洞穴中的害虫爬出而同杀虫剂接触。 （2）缺点： A． 它在害虫体内十分容易被代谢而迅速失去活性； B．光不稳定性。
第二章：不同类型杀虫剂对害虫的作用机理
化学农药通常是指用来杀灭有害生物以及调节植物生长 的化学物质。根据农药的用途及成分、防治对象、作用方式 机理等，分类的方法也多种多样。杀虫剂依据其有效成分的 化学结构可分为：有机氯农药、有机磷农药、氨基甲酸酯类 农药、除虫菊酯农药和无机农药等。
杀虫剂的作用机理，主要分为神经作用、呼吸作用、昆 虫生长调节作用三大类。其中与神经系统有关的乙酰胆碱酯 酶抑制剂有机磷类、氨基甲酸酯类，及钠通道抑制剂拟除虫 菊酯类已成为杀虫剂市场的三大支柱。
§1 有机氯类杀虫剂的作用机理
1、农药毒性与品种 2、结构与作用机理
§2 有机磷类杀虫剂的作用机理
1、农药毒性与品种 2、结构与作用机理 3、应用中的注意事项
§3 氨基甲酸酯类杀虫剂的作用机理
1、农药毒性与品种 2、结构与作用机理
§4 拟除虫菊酯类杀虫剂的作用机理
1、从天然除虫菊酯到拟除虫菊酯 2、农药的品种 3、作用机理
神经元离子通道分类
离子通道是镶嵌在细胞膜上的蛋白质孔道，由跨膜蛋白 质大分子一通道蛋白组成，具有高度选择性的亲水通道， 控制对钠、钾、钙和氯等离子的通透性。在神经冲动传导 中起着重要作用。 细胞膜离子通道可以分为3大类：
特 点
举例
1 电压门控 ①对膜电位变化很敏感 Na﹢、K﹢、Ca2﹢、Cl通道（电压 ②跨膜蛋白质孔道镶嵌在 通道 依赖性通道） 脂质双分子层上，并与其 他膜蛋白或细胞支架上的 元件构成一个整体。 2 膜受体激 ①由于膜受体受膜外的某 乙酰胆碱受体、 一氨 活通道（配 种物质所激活②能将化学 基丁酸受体、谷氨酸 体门控通道） 信息转变为电信号 受体和拟除虫菊酯受 体等 3 胞内第二 信使激活 通道 Ca2﹢、三磷酸肌醇、 G蛋白或蛋白激酶等
2、结构与作用机理
有机磷农药主要有磷酸酯类化合物、硫 代磷酸酯类化合物，其结构通式： (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键、 C-O-P、C-S-P、C-N-P键的有机化合物， 此类农药中心磷原子非常亲电子，是显示毒 性作用的关键，有机磷农药的毒性与化学结 构有关。如(RO)2 -P≤结构中，R基含C数多 的毒性大，异丙基>乙基 >甲基。乙基1605 比甲基1605毒性大2.5倍，硫联结构 比硫离结构 的毒性大。