师:同学们,今天我们学习人教版高中生物选择性必修三第四章第三节——禁止生物武器。本节课有三个学习目标:一是说明生物武器的种类和特点;二是举例说明生物武器对人类造成的严重威胁与伤害;三是认同我国反对生物武器及其技术和设备扩散的立场。
2001 年秋,恐怖分子把含有炭疽杆菌粉末的信件,邮寄给某国多个新闻媒体办公室以及两名参议员,导致 22 人被感染,其中 5 人死亡。下面我们回顾这起攻击事件,了解生物武器为何令人恐慌。请看视频。
2001 年 9 月 18 号,美国纽约的美国广播公司 ABC、哥伦比亚广播公司 CBS、全国广播公司 NBC、纽约邮报,以及位于佛罗里达州的国家问询报这五家媒体办公室,收到装有炭疽孢子的信件。由于事发距“9·11”恐袭仅过去一周,美国顿时陷入恐惧。此后数周,又有两名民主党联邦参议员收到含炭疽的信件。这一事件共造成 5 人死亡,17 人被感染。
炭疽杆菌是一种棒状的革兰氏阳性菌,长约 1 - 6 微米。一旦被摄入,炭疽孢子便在动物体内大量繁殖,最终导致死亡。2001 年美国炭疽攻击事件分两次进行,9 月 18 号和 10 月 9 号,共有 7 封信件从新泽西州特伦顿寄出。据美国媒体披露,信件中写有“01 年 9 月 11 号”“真主至大”等字样。报道称,这些信件包含至少两个不同等级的炭疽病原,首批寄给纽约媒体的炭疽孢子呈棕色颗粒状,只会导致较缓和的皮肤感染;而第二批寄给参议员的粉末则导致了肺炭疽。有专家表示,第二批信里的病源更危险,含有一克高纯度、几乎完全由孢子组成的干燥粉末。2002 年,纽约州立大学研究教授和分子生物学家芭芭拉·哈奇·森罗森堡接受澳大利亚广播公司采访时称,这些粉末为武器化或武器级的。
噬菌体被科学家视为武器。那么生物武器有哪些种类,又有哪些危害呢?请大家阅读教材 111 - 113 页,思考这些问题。
生物武器的种类包括病菌类、病毒类和生化毒剂三大类。病菌类的代表有霍乱弧菌、炭疽杆菌、鼠疫杆菌、伤寒杆菌等;病毒类如天花病毒、动物痘病毒;生化毒剂类如肉毒杆菌毒素、炭疽杆菌属、芽胞杆菌属。其宿主包括草食性野生动物,如鹿、羚、羊等,以及家畜牛、羊、马等。
人类自然感染主要因接触污染的动物身体和皮毛,接触被感染动物污染的土壤,或食用加热不充分的病畜肉,也可因吸入带有芽孢的尘埃引起。根据感染途径不同,可分为皮肤型、肠型和肺型三种菌株。皮肤型炭疽在入侵处形成水疱、水泡等,周围伴随浸润水肿,若不及时治疗,细菌可侵入局部淋巴结或血流,引发败血症死亡。
肺型炭疽早期症状与新冠病毒相似,但其致死率在 95%以上。枯草杆菌在不利生长环境下可形成芽孢,芽孢在逆境中有极强抵抗力和生存力。英国政府 90 年代发现 47 年前德国间谍携带的装有炭疽芽孢的玻璃管,其中炭疽芽孢依然存活,这种特性使炭疽成为生物武器制剂的首选。
除炭疽杆菌外,有些病菌传染性强、死亡率高,是潜在生物武器,如霍乱弧菌。人类是霍乱弧菌的唯一易感者,主要通过污染的水源或饮食经口传染。霍乱弧菌产生肠毒素,导致机体大量脱水和失盐,引起剧烈呕吐、腹泻,死亡率升高。病菌中的鼠疫杆菌能引起自然疫源性烈性传染病,因感染后躯干、皮肤上出现大量溢血点,很快变成暗黑色,所以也叫黑死病。鼠疫杆菌主要通过鼠和蚤传播,世界上曾发生三次大流行,第一次发生在公元 6 世纪,从地中海地区传入欧洲,死亡近 1 亿人。1793 年云南施道南所著《死鼠行》中“东死鼠西死鼠,人见死鼠如见虎”,充分说明当时在我国流行猖獗。
第二类生物武器是病毒类。1763 年,一名英军指挥官伪装友好,以安抚美国印第安人的两个酋长,在俄亥俄州皮特堡,把天花患者用过的两条毛毯和一条围巾作为礼物送给他们,结果在印第安人中间引发天花流行。天花来势凶猛、发展迅速,患者痊愈后脸上会留麻子,故而得名。未免疫人群感染后 15 - 20 天内死亡率高达 30%,目前对天花还没有确定有效的治疗方法。
第三类生物武器是生化毒剂类。第一次世界大战期间,德国军队最先在比利时的伊普尔城附近打开 5000 只氯气罐。1917 年,德军又使用一种有机化合物,俗称芥子气,可穿透制服,引起皮肤灼伤疼痛。整个战争期间,双方大约使用 12.5 吨毒气,中毒人数达 130 万,死亡约 9.1 万人,终身残废者不计其数。肉毒杆菌毒素阻滞神经末梢释放乙酰胆碱,引起肌肉麻痹。
我国也曾饱受生物武器的摧残。二战期间,侵华日军组建从事细菌战的 731 部队和 100 部队,在我国领土修建几十座细菌武器工厂,大量培养鼠疫、霍乱、伤寒和炭疽等致命传染性疾病病原体,还用数千名中国人做实验。下面请观看一段视频,了解生物武器给我国人民带来的危害。
731 部队罪证陈列馆内,专门有个区域展示 731 部队为检验细菌武器效能,在野外设置的多处实验特别靶场。他们将被实验者绑在用冰冻住的木桩上,彼此相隔 5 米排成圆圈,然后从空中投掷或近距离引爆细菌陶瓷炸弹,炸弹里裹挟着炭疽杆菌、鼠疫、霍乱、梨疽杆菌、痢疾、副伤寒菌等病菌。被实验者不是当场死亡,就是被炸弹碎片炸伤并感染细菌,没过几天就在病痛折磨中死去。靖国大学原和平学讲师森正孝,是日本较早关注并介入 731 部队及细菌战研究的学者。
