2-3-除草剂作用的种类和作用机理(精品).ppt

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1、除草剂的作用机理n n作用于光合系统n n作用于呼吸系统n n生物合成抑制剂n n生长抑制剂n抑制光合作用n抑制氨基酸合成n抑制类脂合成n抑制色素合成n抑制叶酸合成n干扰激素平衡n抑制细胞发育n破坏膜的完整性光合光合作用的电子传递系统光合光合作用的电子传递系统光合光合作用的电子传递系统光合光合作用的电子传递系统n n光合作用的电子传递系统位于叶绿体内类囊体的膜上。n n电子传递系统的作用有两个：还原NADP+；形成跨膜的氢离子浓度梯度，为下一步光合磷酸化系统的运作创造条件。n n苯胺（苯胺（anilineaniline）：甲氯酰草胺（）：甲氯酰草胺（pentanochlorpentanochl

2、or）,敌稗（敌稗（propanilpropanil）n nBenzothiadiazinoneBenzothiadiazinone：苯达松（：苯达松（bentazonbentazon）n n二苯醚（二苯醚（diphenyletherdiphenylether）：三氟消草醚（）：三氟消草醚（flurodifenflurodifen），除草醚），除草醚（nitrofennitrofen），乙氧氟草醚（），乙氧氟草醚（oxyfluorfenoxyfluorfen）n n羟基苄腈（羟基苄腈（hydroxylbenzonitrilehydroxylbenzonitrile）：碘苯腈（）：碘苯腈（iox

3、ynilioxynil）,溴苯腈溴苯腈（bromoxynilbromoxynil）n n苯脲（苯脲（N N-phenylureaphenylurea）：敌草隆（）：敌草隆（diurondiuron）,灭草隆（灭草隆（monouronmonouron）,异丙隆（异丙隆（isoproturonisoproturon）,绿麦隆（绿麦隆（chlortoluronchlortoluron）n n三嗪（三嗪（s s-triazine-triazine）：阿特拉津（）：阿特拉津（atrazineatrazine）,西玛津（西玛津（simazinesimazine）n n三嗪酮（三嗪酮（triazinonet

4、riazinone）：嗪草酮（）：嗪草酮（metribuzinmetribuzin）,苯嗪草酮苯嗪草酮（metamitronmetamitron）;n n尿嘧啶（尿嘧啶（uraciluracil）：环草定（）：环草定（lenacillenacil）,isocilisocil 1.作用于光合系统的除草剂作用于光合系统的除草剂n n二苯醚类除草剂三氟消草醚（二苯醚类除草剂三氟消草醚（fluorodifenfluorodifen）的）的作用位点（受体）被证实位于光系统作用位点（受体）被证实位于光系统（PS PS ）和质体醌（）和质体醌（plastoquinoneplastoquinone,PQ,PQ

5、）之间。）之间。该受体浸没于脂蛋白膜内。该受体浸没于脂蛋白膜内。n n除草剂分子与受体发生作用后改变了后者的电除草剂分子与受体发生作用后改变了后者的电位，使电子传递无法进行。位，使电子传递无法进行。三氟消草醚（三氟消草醚（fluorodifenfluorodifen）n n光合磷酸化是由光合磷酸化是由ADPADP和和PiPi生成生成ATPATP的过程。如果的过程。如果电子传递及由此形成的跨膜电位不存在，磷酸化电子传递及由此形成的跨膜电位不存在，磷酸化反应就不能发生。反应就不能发生。n n已证实胺类除草剂中的已证实胺类除草剂中的perfluidoneperfluidone和二苯醚类除和二苯醚类除

6、草剂中的除草醚（草剂中的除草醚（nitrofennitrofen）和精吡氟草灵）和精吡氟草灵（fluazifopfluazifop-butyl-butyl）能够渗入类囊体膜，使氢离）能够渗入类囊体膜，使氢离子浓度梯度消失，光合磷酸化无法进行。子浓度梯度消失，光合磷酸化无法进行。除草醚（除草醚（nitrofennitrofen）精吡氟草灵（精吡氟草灵（fluazifopfluazifop-butyl-butyl）n n双吡啶类的百草枯（paraquat）和敌草快（diquat），二苯醚类除草剂乙氧氟草醚（oxyfluorfen）与PS电子传递链上的铁氧化还原蛋白（FerredoxinFerred

7、oxin,Fd）争夺电子，使NADP+的还原过程受到抑制。diquat dibromide salt 乙氧氟草醚（乙氧氟草醚（oxyfluorfenoxyfluorfen）2.作用于呼吸系统的除草剂作用于呼吸系统的除草剂n n生物体内的氧化作用主生物体内的氧化作用主要是通过脱氢来实现的。要是通过脱氢来实现的。代谢物在脱氢酶的作用代谢物在脱氢酶的作用下脱落的氢原子不能直下脱落的氢原子不能直接与氧结合成水，而需接与氧结合成水，而需要经一系列传递体的传要经一系列传递体的传递把氢原子传递给分子递把氢原子传递给分子氧结合成水。这样由递氧结合成水。这样由递氢体和递电子体按一定氢体和递电子体按一定顺序排列成

8、的整个体系顺序排列成的整个体系称为呼吸链，又称电子称为呼吸链，又称电子传递链或电子传递体系。传递链或电子传递体系。n n呼吸系统的电子传递链位于线粒体的呼吸系统的电子传递链位于线粒体的内膜内膜内膜内膜上。上。NADHNADH+和和FADHFADH2 2的氧化还原反应使氢离子释的氧化还原反应使氢离子释放到线粒体双层膜间隙内，使膜间隙和线粒放到线粒体双层膜间隙内，使膜间隙和线粒体内腔之间形成氢离子浓度差。与叶绿体一体内腔之间形成氢离子浓度差。与叶绿体一样，此浓度差导致样，此浓度差导致ATPATP的形成。的形成。n n地乐酚（地乐酚（dinosebdinoseb）n n二硝酚（二硝酚（DNOCDNO

9、C）n n敌草腈（敌草腈（dichlobenildichlobenil）n nPerfluidonePerfluidonen n碘苯腈（碘苯腈（ioxynilioxynil）n n溴苯腈（溴苯腈（bromoxynilbromoxynil）这些除草剂可以渗入线粒体内膜内膜，导致相应的底物氧化反应失控，使细胞经济利用能量的特性丧失。3.生物合成抑制剂生物合成抑制剂 n n类胡罗卜素n n脂肪n n氨基酸 n n蛋白质抑制类胡罗卜素合成抑制类胡罗卜素合成n n氟草敏氟草敏metflurazonmetflurazon,SAN 6706)SAN 6706)n n氟草敏氟草敏（norflurazonnor

10、flurazon，SAN 9789SAN 9789）n n氟啶草酮氟啶草酮（fluridonefluridone）n n苄氨灵苄氨灵（dichlomatedichlomate）n nPyrichlorPyrichlorn ndifurondifuron（EMD-IT EMD-IT 59145914）n n氟草隆氟草隆（fluometuronfluometuron）类胡罗卜素合成类胡罗卜素合成 n n类胡罗卜素有双重功能：一是为光合作用吸收光能；二是作为光保护剂，防止激发态的三体叶绿素和由其产生的单体氧。n n用氟草敏（metflurazon）处理过的植物，胡罗卜素前体八氢番茄红素（phytoe

11、ne）出现积累。抑制脂肪合成抑制脂肪合成n n主要是一些硫代氨基甲酸酯类化合物，如，主要是一些硫代氨基甲酸酯类化合物，如，茵草敌（茵草敌（EPTCEPTC）、燕麦敌（）、燕麦敌（diallatediallate）、燕麦）、燕麦畏（畏（triallatetriallate）等。）等。n n植物表面由蜡质保护。蜡质主要由酯（低级醇和高级植物表面由蜡质保护。蜡质主要由酯（低级醇和高级脂肪酸）和长链烷烃组成。可见高级脂肪酸是蜡质的脂肪酸）和长链烷烃组成。可见高级脂肪酸是蜡质的重要组份。任何干扰高级脂肪酸碳链延长的化合物都重要组份。任何干扰高级脂肪酸碳链延长的化合物都会使植物失去保护层。会使植物失去保护

12、层。n n研究表明，除草剂只阻止乙酸基与长链烷烃的结合，研究表明，除草剂只阻止乙酸基与长链烷烃的结合，乙酸基与短链烷烃的结合不受影响，表明除草剂只对乙酸基与短链烷烃的结合不受影响，表明除草剂只对特定特定延伸酶延伸酶延伸酶延伸酶有抑制作用。有抑制作用。n n硫代氨基甲酸酯类除草剂还是脂肪酸脱氢反应的抑制硫代氨基甲酸酯类除草剂还是脂肪酸脱氢反应的抑制剂，这类除草剂还抑制不饱和脂肪酸，特别是亚麻酸剂，这类除草剂还抑制不饱和脂肪酸，特别是亚麻酸的生成。的生成。不饱和脂肪酸合成不饱和脂肪酸合成抑制氨基酸合成抑制氨基酸合成n n草甘磷的作用方式是抑制莽草酸途径中催化莽草酸草甘磷的作用方式是抑制莽草酸途径中

13、催化莽草酸-3-3-磷酸磷酸 （shikimate-3-phosphateshikimate-3-phosphate）和磷酸烯醇丙酮酸）和磷酸烯醇丙酮酸（phosphoenolpyruvatephosphoenolpyruvate）反应的）反应的5-5-烯醇丙酮酸莽草酸烯醇丙酮酸莽草酸-3-3-磷酸磷酸（5-enolpyruvylshikimate-3-phosphate 5-enolpyruvylshikimate-3-phosphate）合成酶的活性：）合成酶的活性：莽草酸途径莽草酸途径n n莽草酸途径是植物和微生物特有的氨基酸代谢途经，用于合成一些必须氨基酸和次生性物质，如类黄酮和花青素

14、。n作为诱导植物和微生物体内支链氨基酸(异亮氨酸、亮氨酸、缬氨酸)生物合成过程第一阶段的关键性酶，乙酰乳酸合成酶(acetolactate synthase,ALS)催化2个丙酮酸形成乙酰乳酸和CO2，或催化丙酮酸和丁酮酸形成乙酰羟丁酸和CO2，因此ALS受抑制后支链氨基酸合成受阻，进而造成蛋白质合成和植物细胞有丝分裂停止。n磺酰脲类、咪唑啉酮类、磺酰胺类、嘧啶水杨酸类除草剂的作用靶标都是ALS。抑制蛋白质合成抑制蛋白质合成n n肽链合成：游离氨基酸肽链合成：游离氨基酸与与t tRNARNA结合形成氨酰基结合形成氨酰基t tRNARNA，然后在，然后在mRNAmRNA的的引导下在核糖体上按一引

15、导下在核糖体上按一定顺序连接成肽链。定顺序连接成肽链。n n氯乙酰氨类除草剂，如氯乙酰氨类除草剂，如甲草胺（甲草胺（alachloralachlor）、）、吡唑草胺吡唑草胺（metolachlormetolachlor）、毒草）、毒草胺（胺（propachlorpropachlor）、）、CDAACDAA等可以抑制氨酰等可以抑制氨酰基基t tRNARNA的形成，从而阻的形成，从而阻止多肽的形成。止多肽的形成。4.抑制生长抑制生长n n细胞分裂n n细胞生长n n激素类除草剂 抑制细胞分裂抑制细胞分裂n n微管蛋白聚合：细胞有丝分微管蛋白聚合：细胞有丝分裂时形成的纺棰丝由微管球裂时形成的纺棰丝由

16、微管球蛋白（蛋白（和和 微管蛋白）组成。微管蛋白）组成。微管蛋白的聚合受微管蛋白的聚合受CaCa2+2+浓度浓度的影响。细胞内的影响。细胞内CaCa2+2+浓度过浓度过高，聚合作用就不能发生。高，聚合作用就不能发生。n n除草剂氨磺乐灵（除草剂氨磺乐灵（oryzalinoryzalin）、）、氟乐灵（氟乐灵（trifluralintrifluralin）、苯胺）、苯胺灵（灵（prophampropham）、氯苯胺灵）、氯苯胺灵（chlorprophamchlorpropham）和甲基胺）和甲基胺草灵（草灵（amiprophosmethylamiprophosmethyl）阻止线粒体对阻止线粒体

17、对CaCa2+2+的吸收，的吸收，使细胞内使细胞内CaCa2+2+浓度上升，微浓度上升，微管蛋白的聚合受阻。管蛋白的聚合受阻。n n其它抑制细胞有丝分其它抑制细胞有丝分裂的除草剂还有磺草裂的除草剂还有磺草灵（灵（asulamasulam）、燕麦）、燕麦灵（灵（barbanbarban）、甲黄）、甲黄隆（隆（chlorsulfuronchlorsulfuron）、）、燕麦枯燕麦枯（difenzoquatdifenzoquat）。）。n n用细胞分裂抑制剂处用细胞分裂抑制剂处理过的植物细胞会出理过的植物细胞会出现巨型核以及终止于现巨型核以及终止于有丝分裂不同阶段的有丝分裂不同阶段的细胞形态。细胞形

18、态。抑制细胞生长抑制细胞生长n n这类除草剂主要包括：这类除草剂主要包括：新燕灵新燕灵（benzoylpropbenzoylprop-ethylethyl）、麦草氟甲酯）、麦草氟甲酯（flampropflamprop-methylmethyl）、麦草氟异）、麦草氟异丙酯（丙酯（flampropflamprop-isopropylisopropyl）、燕麦酯）、燕麦酯（chlorfenpropchlorfenprop-methylmethyl）、）、dichlofopdichlofop-methyl-methyl。n n这些除草剂抑制植株这些除草剂抑制植株顶端细胞的生长。使顶端细胞的生长。使之在

19、生长竞争中失去之在生长竞争中失去优势。优势。激素类除草剂激素类除草剂 n n主要种类有：主要种类有：2 2，4-D4-D、2 2，4 4，5-T5-T、草芽畏（、草芽畏（2 2，3 3，6-TBA6-TBA）、）、2 2甲甲4 4氯（氯（MCPAMCPA）及其丁酸同系物）及其丁酸同系物2 2甲甲4 4氯丁酸（氯丁酸（MCPBMCPB）。）。n n这类除草剂模仿植物激素这类除草剂模仿植物激素IAAIAA的作用方式，但植物的受药量却是的作用方式，但植物的受药量却是IAAIAA的的10001000倍左右，并且不如倍左右，并且不如IAAIAA容易代谢。容易代谢。n n用这类药剂处理过的植物有过度生长现象。用这类药剂处理过的植物有过度生长现象。