植物化学保护学：第三章 杀虫杀螨剂
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第三章 杀虫杀螨剂
本章教学内容
第一节 杀虫剂毒理学基础 第二节 有机磷杀虫剂 第三节 氨基甲酸酯类杀虫剂 第四节 拟除虫菊酯类杀虫剂 第五节 沙蚕毒素类杀虫剂 第六节 氯化烟酰类杀虫剂 第七节 抗生素类杀虫剂 第八节 昆虫生长调节剂 第九节 其它杀虫剂 第十节 杀螨剂
第一节 杀虫剂毒理学基础
一、杀虫剂进入昆虫体内的途径
突触结构简图
1、乙酰胆碱酯酶的生物学 乙酰胆碱酯酶水解乙酰胆碱：
CH3COOCH2CH2N+(CH3)3+H2O CH3COOH+HOCH2CH2N+(CH3)3
2、乙酰胆碱酯酶水解乙酰胆碱的过程
E + AX
. K +1
K -1
E AX
K2
EA K3
X
A+ E
➢ 第一步：形成酶底物复合体（E.AX）
1、从口腔进入
2、从体壁进入
3、从气门进入
二、杀虫剂的穿透
1、杀虫剂穿透昆虫体壁 2、杀虫剂穿透昆虫的消化道 3、杀虫剂对昆虫神经膜的穿透
1、杀虫剂穿透昆虫体壁
表皮特点：油/水两相 结构（上表皮为油相, 原表皮为水相）。
药剂溶解于上表皮的 蜡层后，按油/水分配 系数进入原表皮。
杀虫剂穿透昆虫表皮的机制
药剂处理
负后电位
（四）杀虫剂对昆虫呼吸作用的影响
物理作用杀虫剂：油乳剂 阻塞昆虫的外部呼吸系统。
化学作用杀虫剂：干扰昆 虫的能量代谢过程，导致 昆虫死亡。
呼吸毒剂
砷素杀虫剂 氢氰酸 鱼藤酮 虫螨腈
第二节 有机磷杀虫剂
一、有机磷杀虫剂的发展 二、有机磷杀虫剂的化学结构类型 三、有机磷杀虫剂的特点 四、有机磷杀虫剂主要品种
电离度 代谢 pH值 脂肪体
3、杀虫剂对昆虫神经膜的穿透
➢血—脑屏障：存在于 昆虫血淋巴与神经系 统之间。
➢昆虫血—脑屏障的特 点：类似生物膜结构， 非离子部分可以穿过， 电解质的离子部分不 能穿过。
三、杀虫剂在昆虫体内的分布
杀虫剂
（保留） （转运）
表皮 血淋巴
脂肪体（保留代谢） 其他器官（保留排泄）
酶的活性，破坏正常神经冲动传导，导致昆 虫异常兴奋、痉挛、麻痹、死亡。
四、有机磷杀虫剂主要品种
杀虫剂
观点一
神经系统
微气管
表皮
血液循环
气管系统
真皮细胞
血腔
观点二
杀虫剂
从侧面沿表 皮的蜡层
神经系统
气管系统
微气管
2、杀虫剂穿透昆虫的消化道
① 被动扩散作用：依靠药剂的浓度差。 ② 主动运输：酶系对杀虫剂化学结构的
改变（活化或降解作用）。
影响因素
杀虫剂理化性质
昆虫消化道 生理学特性
油/水 分配系数
乙酰胆碱受体
烟碱、氯化烟酰类、沙蚕毒素类 杀虫剂
钠离子通道
拟除虫菊酯类杀虫剂
γ-氨基丁酸受体
阿维菌素、氟虫腈
鱼尼丁受体
氯虫苯甲酰胺、氟苯虫酰胺
章鱼胺受体
双甲脒、杀虫脒
（二）杀虫剂对乙酰胆碱酯酶的抑制作用
1、乙酰胆碱酯酶的生物学 2、乙酰胆碱酯酶水解乙酰
胆碱的过程 3、杀虫剂的抑制作用
1、乙酰胆碱酯酶（AChE）的生物学
RO
RO
RO S
P SR' RO
SH O P SH
SH
3、膦酸酯、硫代膦酸酯
RO O(S) P R'
RO
如：敌百虫、苯硫磷
4、磷酰胺、硫代磷酰胺
RO R'O(S)
O(S) P NH2
如：甲胺磷、乙酰甲胺磷
三、有机磷杀虫剂的特点
1、易水解失效，更易碱解。 2、杀虫谱广，药效高，作用方式多样。 3、在生物体内易降解为无毒物。 4、持效期长短差异较大。 5、作用机制为抑制昆虫神经中乙酰胆碱酯
➢ 第二步：乙酰化反应，复合体放出胆碱（X）， 酶与乙酰基结合形成乙酰化酶（EA）
➢ 第三步：水解反应，乙酰化酶被水解为乙酸 （A）与酶（E）
3、杀虫剂对乙酰胆碱酯酶的抑制作用
（1）有机磷类杀虫剂的抑制作用
E+PX
Kd
K2
K3
PX.E
PE
P+E
X
➢第一步：形成可逆性复合体（PX.E）
来自百度文库
➢第二步：磷酰化反应，形成磷酰化酶（PE）
二、有机磷杀虫剂的化学结构类型
➢1、磷酸酯 ➢2、硫代磷酸酯 ➢3、膦酸酯、硫代膦酸酯 ➢4、磷酰胺、硫代磷酰胺
1、磷酸酯
RO O P OR'
RO
如：敌敌畏
2、硫代磷酸酯
（1）一硫代磷酸酯：
如：对硫磷
（2）二硫代磷酸酯：
如：马拉硫磷
（3）三硫代磷酸酯：
如：脱叶磷
RO S
RO O
P OR'
P SR'
一、有机磷杀虫剂的发展
➢ 1820年：以乙醇和磷酸反应开始有机磷化合物的 化学；
➢ 1938年：第一个商品制剂特普（TEPP）诞生； ➢ 1941年：内吸性八甲磷问世； ➢ 1944年：对硫磷合成商品化； ➢ 1948年：内吸磷、敌百虫、倍硫磷等； ➢ 现今：原药达300～400种，制剂达10000余种。
➢第三步：脱磷酰基水解反应
酶的老化
老化：磷酰化酶在恢复过程中转化为 另一种结构，以至亲核性试剂不能使 酶恢复活性。
PE+A(亲核性试剂) P+EA E+A
（2）氨基甲酸酯类杀虫剂的抑制作用
Kd E+CX
K2
K3
CX.E
CE
C+E
X
第一步：形成可逆性复合物体（CX.E）
第二步：分离X,形成氨基甲酰化酶（CE）
（中毒代谢） 神经系统
消化道（保留代谢）
四、杀虫剂对昆虫的作用机制
（一）杀虫剂的主要作用靶标 （二）杀虫剂对乙酰胆碱酯酶的抑制作用 （三）杀虫剂对乙酰胆碱受体的作用 （四）杀虫剂对轴状突部位的作用 （五）杀虫剂对昆虫呼吸作用的影响
（一）杀虫剂的主要作用靶标
靶标
杀虫剂
乙酰胆碱酯酶 有机磷、氨基甲酸酯类杀虫剂
第三步：脱氨基甲酰基水解作用
（3）中毒治疗
生理拮抗剂：阿托品 酶复能剂：2-PAM类亲核性试剂（解
磷定、氯磷定）
阿托品
CH NOH N+
I CH3
解磷定
CH NOH N+
Cl
CH3 氯磷定
（三）杀虫剂对乙酰胆碱受体的作用
1、烟碱及类似物对乙酰胆碱受体的作用
低浓度时，刺激烟碱型 乙酰胆碱受体，使突触后膜 产生去极化；高浓度时，抑 制烟碱型乙酰胆碱受体，导 致神经冲动传导阻塞。
烟碱
2、沙蚕毒素类杀虫剂对乙酰胆碱 受体的作用
沙蚕毒素类杀虫剂 在昆虫体内转化为沙蚕 毒素，作用于烟碱型乙 酰胆碱受体，阻塞兴奋 传导，导致麻痹、瘫痪 而死亡。
沙蚕毒素
（三）杀虫剂对轴状突部位的作用
拟除虫菊酯类杀虫剂：作用于神经轴状突膜， 改变膜的通透性，延迟了Na+通道的关闭，使 负后电位延长，导致产生重复后放。
本章教学内容
第一节 杀虫剂毒理学基础 第二节 有机磷杀虫剂 第三节 氨基甲酸酯类杀虫剂 第四节 拟除虫菊酯类杀虫剂 第五节 沙蚕毒素类杀虫剂 第六节 氯化烟酰类杀虫剂 第七节 抗生素类杀虫剂 第八节 昆虫生长调节剂 第九节 其它杀虫剂 第十节 杀螨剂
第一节 杀虫剂毒理学基础
一、杀虫剂进入昆虫体内的途径
突触结构简图
1、乙酰胆碱酯酶的生物学 乙酰胆碱酯酶水解乙酰胆碱：
CH3COOCH2CH2N+(CH3)3+H2O CH3COOH+HOCH2CH2N+(CH3)3
2、乙酰胆碱酯酶水解乙酰胆碱的过程
E + AX
. K +1
K -1
E AX
K2
EA K3
X
A+ E
➢ 第一步：形成酶底物复合体（E.AX）
1、从口腔进入
2、从体壁进入
3、从气门进入
二、杀虫剂的穿透
1、杀虫剂穿透昆虫体壁 2、杀虫剂穿透昆虫的消化道 3、杀虫剂对昆虫神经膜的穿透
1、杀虫剂穿透昆虫体壁
表皮特点：油/水两相 结构（上表皮为油相, 原表皮为水相）。
药剂溶解于上表皮的 蜡层后，按油/水分配 系数进入原表皮。
杀虫剂穿透昆虫表皮的机制
药剂处理
负后电位
（四）杀虫剂对昆虫呼吸作用的影响
物理作用杀虫剂：油乳剂 阻塞昆虫的外部呼吸系统。
化学作用杀虫剂：干扰昆 虫的能量代谢过程，导致 昆虫死亡。
呼吸毒剂
砷素杀虫剂 氢氰酸 鱼藤酮 虫螨腈
第二节 有机磷杀虫剂
一、有机磷杀虫剂的发展 二、有机磷杀虫剂的化学结构类型 三、有机磷杀虫剂的特点 四、有机磷杀虫剂主要品种
电离度 代谢 pH值 脂肪体
3、杀虫剂对昆虫神经膜的穿透
➢血—脑屏障：存在于 昆虫血淋巴与神经系 统之间。
➢昆虫血—脑屏障的特 点：类似生物膜结构， 非离子部分可以穿过， 电解质的离子部分不 能穿过。
三、杀虫剂在昆虫体内的分布
杀虫剂
（保留） （转运）
表皮 血淋巴
脂肪体（保留代谢） 其他器官（保留排泄）
酶的活性，破坏正常神经冲动传导，导致昆 虫异常兴奋、痉挛、麻痹、死亡。
四、有机磷杀虫剂主要品种
杀虫剂
观点一
神经系统
微气管
表皮
血液循环
气管系统
真皮细胞
血腔
观点二
杀虫剂
从侧面沿表 皮的蜡层
神经系统
气管系统
微气管
2、杀虫剂穿透昆虫的消化道
① 被动扩散作用：依靠药剂的浓度差。 ② 主动运输：酶系对杀虫剂化学结构的
改变（活化或降解作用）。
影响因素
杀虫剂理化性质
昆虫消化道 生理学特性
油/水 分配系数
乙酰胆碱受体
烟碱、氯化烟酰类、沙蚕毒素类 杀虫剂
钠离子通道
拟除虫菊酯类杀虫剂
γ-氨基丁酸受体
阿维菌素、氟虫腈
鱼尼丁受体
氯虫苯甲酰胺、氟苯虫酰胺
章鱼胺受体
双甲脒、杀虫脒
（二）杀虫剂对乙酰胆碱酯酶的抑制作用
1、乙酰胆碱酯酶的生物学 2、乙酰胆碱酯酶水解乙酰
胆碱的过程 3、杀虫剂的抑制作用
1、乙酰胆碱酯酶（AChE）的生物学
RO
RO
RO S
P SR' RO
SH O P SH
SH
3、膦酸酯、硫代膦酸酯
RO O(S) P R'
RO
如：敌百虫、苯硫磷
4、磷酰胺、硫代磷酰胺
RO R'O(S)
O(S) P NH2
如：甲胺磷、乙酰甲胺磷
三、有机磷杀虫剂的特点
1、易水解失效，更易碱解。 2、杀虫谱广，药效高，作用方式多样。 3、在生物体内易降解为无毒物。 4、持效期长短差异较大。 5、作用机制为抑制昆虫神经中乙酰胆碱酯
➢ 第二步：乙酰化反应，复合体放出胆碱（X）， 酶与乙酰基结合形成乙酰化酶（EA）
➢ 第三步：水解反应，乙酰化酶被水解为乙酸 （A）与酶（E）
3、杀虫剂对乙酰胆碱酯酶的抑制作用
（1）有机磷类杀虫剂的抑制作用
E+PX
Kd
K2
K3
PX.E
PE
P+E
X
➢第一步：形成可逆性复合体（PX.E）
来自百度文库
➢第二步：磷酰化反应，形成磷酰化酶（PE）
二、有机磷杀虫剂的化学结构类型
➢1、磷酸酯 ➢2、硫代磷酸酯 ➢3、膦酸酯、硫代膦酸酯 ➢4、磷酰胺、硫代磷酰胺
1、磷酸酯
RO O P OR'
RO
如：敌敌畏
2、硫代磷酸酯
（1）一硫代磷酸酯：
如：对硫磷
（2）二硫代磷酸酯：
如：马拉硫磷
（3）三硫代磷酸酯：
如：脱叶磷
RO S
RO O
P OR'
P SR'
一、有机磷杀虫剂的发展
➢ 1820年：以乙醇和磷酸反应开始有机磷化合物的 化学；
➢ 1938年：第一个商品制剂特普（TEPP）诞生； ➢ 1941年：内吸性八甲磷问世； ➢ 1944年：对硫磷合成商品化； ➢ 1948年：内吸磷、敌百虫、倍硫磷等； ➢ 现今：原药达300～400种，制剂达10000余种。
➢第三步：脱磷酰基水解反应
酶的老化
老化：磷酰化酶在恢复过程中转化为 另一种结构，以至亲核性试剂不能使 酶恢复活性。
PE+A(亲核性试剂) P+EA E+A
（2）氨基甲酸酯类杀虫剂的抑制作用
Kd E+CX
K2
K3
CX.E
CE
C+E
X
第一步：形成可逆性复合物体（CX.E）
第二步：分离X,形成氨基甲酰化酶（CE）
（中毒代谢） 神经系统
消化道（保留代谢）
四、杀虫剂对昆虫的作用机制
（一）杀虫剂的主要作用靶标 （二）杀虫剂对乙酰胆碱酯酶的抑制作用 （三）杀虫剂对乙酰胆碱受体的作用 （四）杀虫剂对轴状突部位的作用 （五）杀虫剂对昆虫呼吸作用的影响
（一）杀虫剂的主要作用靶标
靶标
杀虫剂
乙酰胆碱酯酶 有机磷、氨基甲酸酯类杀虫剂
第三步：脱氨基甲酰基水解作用
（3）中毒治疗
生理拮抗剂：阿托品 酶复能剂：2-PAM类亲核性试剂（解
磷定、氯磷定）
阿托品
CH NOH N+
I CH3
解磷定
CH NOH N+
Cl
CH3 氯磷定
（三）杀虫剂对乙酰胆碱受体的作用
1、烟碱及类似物对乙酰胆碱受体的作用
低浓度时，刺激烟碱型 乙酰胆碱受体，使突触后膜 产生去极化；高浓度时，抑 制烟碱型乙酰胆碱受体，导 致神经冲动传导阻塞。
烟碱
2、沙蚕毒素类杀虫剂对乙酰胆碱 受体的作用
沙蚕毒素类杀虫剂 在昆虫体内转化为沙蚕 毒素，作用于烟碱型乙 酰胆碱受体，阻塞兴奋 传导，导致麻痹、瘫痪 而死亡。
沙蚕毒素
（三）杀虫剂对轴状突部位的作用
拟除虫菊酯类杀虫剂：作用于神经轴状突膜， 改变膜的通透性，延迟了Na+通道的关闭，使 负后电位延长，导致产生重复后放。