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以靶标生物体生命过程中某个关键的生理生化作用机制为研究模型，人为设计合成干扰此作用机制的化合物，从中筛选出先导化合物，然后进行结构改造并优化，开发新型农药是新农药创制的一条重要途径。例如，磺酰脲类除草剂在确定了其作用靶标为ALS酶(乙酰乳酸合成酶)和以脲桥为核心的模式结构后，通过靶标分子设计先后合成了磺酰脲类、磺酰胺类、咪唑啉酮类等以ALS为靶标的除草化合物，达到了定向合成的目的。