杀虫剂特性与基本原理
第三章 杀虫剂及杀虫剂毒理
第三章 杀虫剂及杀虫剂毒理本章内容主要讲解杀虫剂毒杀机理及各种常用杀虫剂的性质特点，作用方式，在生物体内（昆虫、植物）代谢，防治对象及使用方法。
杀虫剂毒理（Insect Toxicology ）,主要研究各种杀虫剂对昆虫的毒杀机制和昆虫对杀虫剂反应的学科。
它包括药剂对昆虫的穿透与分布,生物转化与排除,对靶标部位的作用,以及选择毒性与抗药性的关系等内容。
第一节 杀虫剂的穿透与在昆虫体内的分布一．杀虫剂进入昆虫体内的途径:杀虫剂进入昆虫体内的途径,也就是杀虫剂的作用方式(Mode of action of insecticide):指杀虫剂侵入昆虫体内的方式及达到作用部位的途径和方法。
杀虫剂的杀虫作用，除本身毒剂外，首先必须以一定的方式侵入虫体，进入虫体内到达作用部位，然后才能在靶标部位（Target ）起作用。
因此了解杀虫剂的作用方式对科学使用农药，提高防治效果与经济效益，减少农药对环境的污染都有重要的理论意义和实用价值。
杀虫剂作用方式就是指杀虫剂进入虫体内途径，主要有：1．通过昆虫体壁进入：药剂与昆虫表皮或跗节接触后，能够穿透体壁进入体内而达到作用部位,使昆虫中毒死亡。
这种作用方式，称为触杀作用（Action of contact poisoning ）。
具有触杀作用的药剂，称为触杀剂。
如常用的辛硫磷、对硫磷、溴氰菊酯、甲氰菊酯（灭扫利）。
影响触杀作用的因素主要是昆虫表皮的构造与触杀剂的理化性质：（1）昆虫的体壁构造：我们学习过普通昆虫学，可知，昆虫体壁由表皮层、真表皮和底膜。
表皮层来源于皮细胞分泌的非细胞质物质，硬化以后成为昆虫的外骨骼，这是节肢动物的重要特征，因而表皮层又可分为三层：（由外向内）（昆虫体壁构造图示）由此可见，昆虫上表皮中所含蜡质、类脂及鞣化蛋白质都是非极性化合物（疏水性物质）与水，没有亲和性。
脂溶性强，水溶性弱，不易被水所湿润。
外表皮内表皮 护蜡层：主要成分类脂和鞣化蛋白 蜡层：含C 25—C 34个碳原子的碳氢化合物（蜡质） 角质精层：类脂、鞣化蛋白几丁质和蛋白质 几丁质和蛋白质任何一种杀虫剂在穿透昆虫体壁时，首先必须在昆虫体壁上湿润展布。
杀虫剂作用机制和基本原理
（一）轴突传导
2、动作电位的产生
当神经膜受到刺激产生兴奋时，神经膜的 极化状态遭到暂时破坏，称为去极化作用。在 刺激部位，膜的通透性起了变化，Na+由膜外 渗入膜内，使膜内电位上升变得比原来更正些， 形成一个短暂稳定的电位差。在兴奋产生时， 膜内外形成的电位差就是动作电位，这个过程 叫去极化。当神经冲动过去K+被离子泵吸入膜 内， Na+被离子泵喷出膜外，神经膜恢复到极 化状态，对Na+保持不渗透性。
定，很快就水解，酶复活，抑制作用解除。因此，要有强大
的抑制作用，就要K2足够大， k3足够小，要求（1）分子中
有吸电子基团，才能造成磷原子的局部正电荷，磷原子的正
电荷越大，磷酰化反应就越迅速；（2）生成的磷酰化酶比 较稳定，被抑制的AchE不易恢复；（3）在到达作用靶标前， 杀虫剂本身足够稳定，不易水解。
当一个冲动到达前膜时，改变了膜的离子 通透性，导致细胞外液中的Ca2+向内流动， Ca2+的内流增加了突触小泡的随机运动，并与 突触前膜发生撞击，小泡中的神经递质释放， 神经递质扩散通过突触间隙，与突触后膜上的 受体结合，引起后膜去极化，形成突触后动作 电位。在新的动作电位产生后，神经递质被酶 灭活，递质对受体的作用终止。这样神经冲动 的突触传导就完成了。
小结
神经递质在完成突触传导后，必须马上 被相应的分解酶系所水解，脱离受体。 如果神经递质的分解酶被杀虫剂所抑制， 就会造成神经递质在突触部位的大量积 累，不断刺激受体，从而影响正常的神 经传导。
二、神经毒剂的作用机制
（一）有机磷酸酯类杀虫剂
有机磷杀虫剂的作用机制就在于其抑 制了AchE的活性，使乙酰胆碱不能及时 分解而积累，不断和受体结合，造成后 膜上的钠离子通道长时间开放，突触后 膜长期兴奋，从而影响了神经冲动的正 常传导。中毒昆虫最初出现高度兴奋。 痉挛，最后瘫痪、死亡。
杀虫剂作用机制和基本原理
杀虫剂作用机制（mechanism of insecticide）
杀虫剂引起昆虫中毒或死亡的原因称为作用机 制，或称作用机理。 杀虫剂对昆虫的毒杀作用主要是化学作用，就 是杀虫剂与昆虫的酶系、受体及其他物质的反应， 这些反应引起昆虫生理上的改变，最终造成昆虫 死亡。也有物理作用:堵塞气管（机油乳剂）；摩 擦表皮（ 硅藻土）
（一）轴突传导
传递神经冲动的生物电流是怎样产生和传导的？ 1、静息电位
一个神经元就是一个细胞，也有个半透性膜。在 轴状突上，当神经膜处于静止状态时，受膜内外 离子（主要是钾、钠和氯离子）的影响，膜的外 表面带正电，膜内带负电，这时膜两侧的电位就 是静息电位，膜处于极化状态。
（一）轴突传导
膜电位是指膜内、外两个表面上的电位 差。膜在没有刺激时，在外表面或内表面 任何两点都是等电位的，无电位差，也就 没有电流产生。
（一）轴突传导
2、动作电位的产生
当神经膜受到刺激产生兴奋时，神经膜的 极化状态遭到暂时破坏，称为去极化作用。在 刺激部位，膜的通透性起了变化，Na+由膜外 渗入膜内，使膜内电位上升变得比原来更正些， 形成一个短暂稳定的电位差。在兴奋产生时， 膜内外形成的电位差就是动作电位，这个过程 叫去极化。当神经冲动过去K+被离子泵吸入膜 内， Na+被离子泵喷出膜外，神经膜恢复到极 化状态，对Na+保持不渗透性。
（三）神经毒剂的作用靶标
目前杀虫剂的作用靶标主要为：轴突膜上的离子通道 （电压门控离子通道）、突触后膜上的神经递质受体 （配位体离子通道）和神经递质水解酶。神经递质合 成酶也是一个潜在的靶标。
1、离子通道
神经膜上都有由通道蛋白组成的小孔，称为离子通道。 按受控机制可分为电压门控离子通道和配位体门控离子通道 （1）电压门控离子通道
常见杀虫剂介绍
常见杀虫剂介绍杀虫剂是一种能够用来对抗、杀死或控制害虫的化学物质。
它们通常通过靶向害虫的生物体内部或外部的生物化学过程来实现其杀虫作用。
下面将介绍一些常见的杀虫剂以及它们的分子结构式。
1.有机磷杀虫剂有机磷杀虫剂是一类常见的农药，它们的作用机理是通过抑制乙酰胆碱酯酶来干扰神经系统的正常功能。
其中最著名的有机磷杀虫剂是马拉硫磷（Malathion）。
其分子结构式为：CH3O-S-P(O)(OCH3)22.拟除虫菊酯拟除虫菊酯是一类杀虫剂，其作用机理是通过抑制神经系统中的氯化物通道，导致神经冲动传递的阻断。
其中最常见的拟除虫菊酯是氯虫苯菊酯（Chlorfenapyr）。
其分子结构式为：Cl-C6H4-CH(CO2C6H5)-O-C4H2O23.氨基甲酸酯类杀虫剂氨基甲酸酯类杀虫剂在农业中广泛应用，作用机理是通过抑制虫体内的乙酰胆碱酯酶，干扰神经系统的正常功能。
最常见的氨基甲酸酯杀虫剂是氟虫腈（Fenoxycarb）。
其分子结构式为：OC6H4CNHC(O)OC6H54.有机氟杀虫剂有机氟杀虫剂是一类化学稳定性较好的杀虫剂，作用机理包括抑制神经传导和破坏虫体的酶系统。
最常见的有机氟杀虫剂是氯氟氰菊酯（Deltamethrin）。
其分子结构式为：ClCH2CH(CH3)CH2OCOCH2CHO5.吡虫啉类杀虫剂吡虫啉类杀虫剂是一类对害虫有高效杀灭力的杀虫剂，作用机理包括刺激害虫神经系统和抑制氧化酶系统。
最常见的吡虫啉类杀虫剂是阿维菌素（Imidacloprid）。
其分子结构式为：ClCH2CH2NN(C3H7)2这些杀虫剂只是常见的几种类型，还有其他许多不同作用机制的杀虫剂被开发出来。
在使用这些杀虫剂时，需要根据具体的害虫种类和环境条件选择合适的杀虫剂，并按照产品说明书正确使用，以避免对人类健康和环境造成不良影响。
杀虫剂的原理及其原理应用
杀虫剂的原理及其应用1. 简介杀虫剂是一种用来控制和防治害虫的化学物质。
它们被广泛应用于农林业生产、卫生防疫和家庭害虫防治等领域。
杀虫剂的原理是基于对害虫体内的生物过程或器官的干扰，从而实现对害虫的杀灭或防治。
本文将介绍杀虫剂的一些常见原理及其应用。
2. 神经系统干扰原理•杀虫剂通过影响害虫的神经系统，干扰其正常的神经信号传递，从而导致害虫麻痹、瘫痪或死亡。
•该原理广泛应用于农业和家庭用杀虫剂中，可以有效控制多种害虫，如蚊子、蚂蚁、跳蚤等。
3. 糖代谢干扰原理•杀虫剂通过干扰害虫的糖代谢系统，阻断其对葡萄糖等能量来源的利用，导致能量枯竭和死亡。
•这种原理在害虫防治中得到广泛应用，可以有效控制植食性害虫，如蚜虫、粉虱等。
4. 生长调节物质原理•生长调节物质是指可以模拟或干扰昆虫的生长和发育的化学物质。
•通过调节害虫的激素水平或抑制其酶的活性，生长调节物质可以阻止害虫正常的生长和发育，从而控制害虫数量的增长。
•生长调节物质被广泛应用于农业和森林防治中，效果显著，对非目标生物的影响较小。
5. 物理杀虫剂原理•物理杀虫剂是指利用物理方式直接杀灭害虫的一类杀虫剂。
•例如，高温、低温、超声波等物理条件都可以被应用于杀虫剂中，用于控制和消灭害虫。
•物理杀虫剂无需使用化学物质，对环境和人体安全性较高，在农业、家庭和卫生防疫中具有重要的应用价值。
6. 抗阻击原理•抗阻击是指害虫基因产生的抗药性，导致杀虫剂对害虫的有效性降低。
•害虫可通过遗传变异或基因突变等方式产生抗药性，使得原本有效的杀虫剂对其无效。
•这在农业和卫生防疫中是一个严重的问题，需要通过合理使用杀虫剂和开发新的杀虫剂来解决。
7. 应用领域•农业生产：杀虫剂广泛应用于农业生产中，保护农作物免受害虫侵害。
通过合理使用杀虫剂，可以提高农作物的产量和质量。
•卫生防疫：杀虫剂在防治疟疾、登革热等传染病中起着重要作用。
它们被用来控制蚊子、苍蝇、跳蚤等传播疾病的害虫，减少疾病的传播风险。
喷雾杀虫剂原理
喷雾杀虫剂原理
喷雾杀虫剂是一种常见的杀虫方法，其主要原理是利用喷雾装置将杀虫剂以微细液滴的形式喷洒在空气中。
当昆虫接触到这些液滴时，杀虫剂就会通过昆虫的呼吸道或皮肤渗透进入昆虫体内，从而达到杀灭昆虫的效果。
喷雾杀虫剂的杀虫原理主要有以下几点：
1. 窒息作用：喷雾杀虫剂中的活性成分会堵塞昆虫的呼吸道，阻止氧气进入昆虫体内，导致昆虫窒息而死亡。
2. 神经毒性作用：喷雾杀虫剂中的有机磷、拟除虫菊酯等成分能够干扰昆虫神经系统的正常功能，影响昆虫的运动、感觉和食欲等，最终导致昆虫的神经系统瘫痪而死亡。
3. 胃肠道毒性作用：一些喷雾杀虫剂还能通过昆虫的食物，被昆虫摄入到体内后对其胃肠道产生毒性作用，破坏昆虫的消化系统，导致昆虫无法正常摄取和消化食物，最终死亡。
由于喷雾杀虫剂能够将杀虫剂均匀地喷洒到空气中，并且微细液滴易于被昆虫吸入，因此具有较高的杀虫效果。
但同时也需要注意使用喷雾杀虫剂时要注意保护自己的安全，避免喷雾剂误触及人体或食物。
在使用过程中应该按照说明书的指引正确使用，并保持室内通风良好，以避免喷雾杀虫剂残留对健康造成影响。
杀虫剂杀虫原理
杀虫剂杀虫原理
杀虫剂的作用机理是通过化学药剂对害虫进行毒杀。
其主要成分能够干扰害虫的生理活动和代谢过程，从而导致害虫死亡。
杀虫剂通常分为接触性和内服性两类。
接触性杀虫剂涂覆在害虫体表，通过直接接触而使害虫中毒和死亡。
内服性杀虫剂则通过害虫摄食含药物的饵料或植物组织，进入害虫体内，从而达到毒杀效果。
杀虫剂的主要成分包括有机磷化合物、氨基甲酸酯、咪唑类、大环内酯等。
这些化学物质在进入害虫体内后，通过与害虫的神经系统、酶系统或其他生理过程发生作用，影响害虫的正常生理活动。
例如，有机磷杀虫剂能够抑制酯酶的活性，从而使神经递质乙酰胆碱在神经突触中积累，导致神经冲动传递异常，最终引发麻痹和死亡。
氨基甲酸酯杀虫剂则能够抑制神经递质乙酰胆碱酯酶的活性，使乙酰胆碱在突触间隙停留时间增加，产生神经传递紊乱和抑制作用。
除了直接对害虫产生毒杀效果外，杀虫剂的选择和使用也要考虑对非目标生物的影响，以及环境的安全性。
合理使用和控制剂量，遵循使用说明，能够最大程度减少对环境和生态系统的负面影响。
杀虫剂作用机理
杀虫剂是一种用于杀死、控制或预防各种昆虫的药剂。
它们是由化学合成或从天然物质中提取的化合物组成的，其作用机理大致分为六类：神经酶抑制剂、神经递质模拟剂、神经递质释放促进剂、呼吸抑制剂、顺式调节剂和生长调节剂。
一、神经酶抑制剂神经酶抑制剂是一种通过抑制昆虫或其他无脊椎动物体内神经酶的有效作用成分。
神经酶是传递神经脉冲的化合物，它们能够从一个神经元中传递到另一个神经元中，并且通过神经酶将神经信息作为化学信号传递。
有些昆虫，如蚂蚁、蜜蜂和蜘蛛，同时具有乙酰胆碱酶和胆碱酰转移酶，这些昆虫可以通过阻止神经递质的正常破坏而被杀死。
杀虫剂中的神经酶抑制剂会阻止神经酶的生物催化作用，从而导致神经递质聚积，昆虫的正常神经传递将被干扰，最终导致中毒死亡。
二、神经递质模拟剂神经递质模拟剂是化合物的一类，它们模拟或激活某种神经递质的作用。
神经递质是一种关键的化学物质，它可以调节神经冲动和昆虫行为，例如飞行、搜索和交配。
许多杀虫剂中的化合物可以模拟或增加昆虫体内的特定神经递质，例如多巴胺、谷氨酸、五羟色胺和胆碱等，从而破坏昆虫正常的神经递质信号传递，导致昆虫死亡。
三、神经递质释放促进剂神经递质释放促进剂是一类通过促进神经递质的释放来杀死昆虫或控制昆虫数量的化合物。
这些化合物可以模拟昆虫体内的一些近似神经递质，并激活神经元，导致神经递质大量释放。
大量释放的神经递质可能会打断神经元传输和接受信息，干扰内脏、肌肉或神经系统的正常功能，导致死亡。
四、呼吸抑制剂昆虫的呼吸依赖于扩张和收缩的气管，将氧气吸入体内。
杀虫剂中的呼吸抑制剂可以通过干扰气管的扩张和收缩来抑制昆虫的呼吸。
呼吸抑制剂可分为两类：儿茶酚类和有机磷酸酯类（OP）。
OP是目前最常用的呼吸抑制剂。
它们可以直接抑制气管收缩，导致氧气无法进入昆虫体内，因此昆虫就会死亡。
五、顺式调节剂顺式调节剂包括在昆虫体内调节顺式脱水素的物质，本质上是一种激素。
它们能够影响昆虫的生长和发育，因此可以被用作杀虫剂来防止虫害。
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三、生物杀虫剂的施用原则
1、对症施治：生物杀虫剂的特异性和良 好的选择性，决定了其杀虫种类、寄主范 围都较专一。如苏云金杆菌、昆虫病毒等 由昆虫致病微生物制成的杀虫剂，能防除 棉铃虫、菜青虫、食心虫等鳞翅目害虫。
所以使用生物杀虫剂时、应根据害虫发生 的种类，有针对性地选择。
2、适期防治。生物杀虫剂杀虫机理有别于 化学农药，一般要经过侵染寄生、积蓄繁 殖、起效胃毒等环节才能发挥作用。
②呼吸毒剂：抑制害虫呼吸，如氰氢酸等
③物理性毒剂：如矿物油剂可堵塞害虫气 门，惰性粉可磨破害虫表皮，使害虫致死 。
④特异性杀虫剂：引起害虫生理上的反常 反应，如使害虫离作物远去的驱避剂；使 害虫味觉受抑制不再取食以致饥饿而死的 拒食剂；作用于成虫生殖机能使雌雄之一 不育或两性皆不育的不育剂，影响害虫生 长、变态、生殖的昆虫生长调节剂等。
杀虫剂特性和基本原理
定义
杀虫剂：英文： Pesticide、Insecticide ， 主 要用于防治农业害虫和城市卫生害虫的药 品。
在二十世纪，农业的迅速发展，杀虫剂令 农业产量大升。但是，几乎所有杀虫剂都 会严重地改变生态系统，大部分对人体有 害，其它的会被集中在食物链中。我们必 须在农业发展与环境及健康中取得平衡。
③有机合成杀虫剂。如有机氯类的DDT、 六六六、硫丹、毒杀芬等；有机磷类的对 硫磷、敌百虫、乐果等约400个品种以上 ，产量居杀虫剂的第一位；氨基甲酸酯类 的西维因、呋喃丹等；拟除虫菊酯类的氰 戊菊酯、溴氰菊酯等；有机氮类的杀虫脒 、杀虫双等。
④昆虫激素类杀虫剂。如多种保幼激素、 性外激素类似物等。
按来源可分为：
①无机和矿物杀虫剂。如砷酸铅、砷酸钙 、氟硅酸钠和矿油乳剂等。这类杀虫剂一 般药效较低，对作物易引起药害，而砷剂 对人毒性大。因此自有机合成杀虫剂大量 使用以后大部分已被淘汰。
②植物性杀虫剂。全世界约有1000多种植 物对昆虫具有或多或少的毒力。广泛应用 的有除虫菊、鱼藤和烟草等。
9.2.1 有机氯
20世纪80年代以前，有机氯、有机磷以及 氨基甲酸酯类杀虫剂为杀虫剂的三大支柱。
生物农药是指利用生物活体（真菌， 细菌，昆虫病毒，转基因生物，天敌 等）或其代谢产物针对农业有害生物 进行杀灭或抑制的制剂。
杀虫剂的分类
杀虫剂按作用方式可分类为： ①胃毒剂。经虫口进入其消化系统起毒杀
作用，如敌百虫等。 ②触杀剂。与表皮或附器接触后渗入虫体
，或腐蚀虫体蜡质层，或堵塞气门而杀死 害虫，如拟除虫菊酯、矿油乳剂等。
③熏蒸剂。利用有毒的气体、液体或固体 的挥发而产生蒸气毒杀害虫或病菌，如溴 甲烷等。
④内吸杀虫剂。被植物种子、根、茎、叶 吸收并输导至全株，在一定时期内，以原 体或其活化代谢物随害虫取食植物组织或 吸吮植物汁液而进入虫体，起毒杀作用， 如乐果等。
按毒理作用可分为：
①神经毒剂：作用于害虫的神经系统，如 滴滴涕、对硫磷、呋喃丹、除虫菊酯等。
2、 真菌杀虫剂
真菌杀虫剂是一类寄生谱较广的昆虫病原真 菌，是一种触杀性微生物杀虫剂。
目前，研究主要种类有：白僵菌、绿僵菌、 拟青霉、座壳孢菌和轮枝菌。
⑴白僵菌是我国研究时间最长和应用面积最 大的真菌杀虫剂⑵绿僵菌是一种广谱的昆虫 病原菌，在国外应用其防治害虫的面积超过 了白僵菌，防治效果可与白僵菌媲美。
1、 细菌杀虫剂
细菌类杀虫剂是国内研究开发较早的 生产量最大、应用最广的微生物杀虫剂。 其中苏云金杆菌是最具有代表性的品种， 是一种胃毒性杀虫剂。苏云金杆菌对多种 农业害虫有不同程度的毒杀作用，如：棉 铃虫、烟青虫、银纹夜蛾、斜纹夜蛾、甜 菜夜蛾、小地老虎、稻纵卷叶螟、玉米螟 、小菜蛾和茶毛虫等。
同是杀虫剂又因药剂特性不同，防治害虫的对象 也不一样，如胃毒作用较强的杀虫剂一股只对咬 食作物茎、叶、根的咀嚼式口器害虫如菜青虫、 烟青虫等有效；
同是杀菌剂，有的对真菌性病害有特效，有的对 细菌性病害有特效；
除草剂中有的对双子叶杂草有效，有的对双子叶 杂草作用不明显或不起杀草作用。
因此，在选择农药时，先要确定发生 什么病、虫、草、害，确定无误后， 再根据所发生的病、虫、草、害选择 对症的农药。
微生物杀虫剂
微生物杀虫剂种类很多，已发现的有2000 多种，按照微生物的分类可分为细菌、真 菌、病毒、线虫等。
目前，国内研究开发应用并形成商品化产 品的主要有细菌类杀虫剂、真菌类杀虫剂 、病毒类杀虫剂和抗生素类杀虫剂。
生物杀虫剂
生物杀虫剂主要分为：苏云金杆菌、 昆虫病毒、植物浸提液3大类，具有取 材方便，成本低廉、控制期长，高效 、经济、安全、无污染，与环境高度 相容等特点，是当前生产无公害绿色 蔬菜生产的最佳农药选择。
农药的分类
1、按用途分类
（l）杀虫、鼠剂：按其对虫、鼠害的作用方式 分为胃毒剂、触杀剂、熏蒸剂、内吸剂等。
（2）杀菌剂：按其对病原微生物的作用方式， 分为保护性杀菌剂、治疗性杀菌剂和铲除剂等。
（3）除草剂：按其性能和作用方式，又分触杀 型和内吸传导型除草剂等。
每一种农药都有适宜的防治对象和范围，没有“ 万能药”。比如杀虫剂只能防治害虫，杀菌剂只 能防治病害等。
2、按农药组成分类
化学农药： 有机氯、有机磷农药等 存在问题: 毒性 、残留
植物性农药 ： 除虫菊、硫酸烟碱等 植物性农药属生物农药范畴内的一个分支
。它指利用植物所含的稳定的有效成分， 按一定的方法对受体植物进行施用后，使 其免遭或减轻病、虫、杂草等有害生物为 害的植物源制剂。
生物性农药：
在施用时，要抓住卵孵化盛期或幼虫低龄 期用药。既能使药剂浸入虫卵或附在卵壳 上，待幼虫孵化时染病而死，又能保证害 虫取食后死亡。
3、科学施用。生物杀虫剂多具有“活性”， 施药环境和科学的使用方法都是其发挥良 好防效的关键。
如施用苏云金杆菌、昆虫病毒等病菌微生 物杀虫剂时，一般宜选择暖湿天气的傍晚 或阴天施药，并严禁与杀菌剂、碱性农药 同期或复配使用。植物浸提液杀虫剂，不 宜久置搁放、应现配现用，以免降低药效