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(共24张PPT)
从社会中来
2001年秋，恐怖分子把含有炭疽杆菌粉末的信件邮寄给某国的多个新闻媒体办公室以及两名参议员，结果导致至少22人被感染（其中5人死亡）的严重后果。有生物学家指出，这些粉末是"武器级"的，它使整个国家乃至全世界陷入了一种莫名的恐慌之中。为什么生物武器让人恐慌呢？
因为生物武器的传染性极强，传播途径多、速度快，危害强、时间长，杀伤范围大，它便于携带和施放，不容易被人发觉，而且难防难治，所以它对人的心理震慑作用大，容易制造恐慌。
关于生物武器的作品
电镜下的的炭疽杆菌
第4章 生物技术的安全性与伦理问题
第3节 禁止生物武器
本节聚焦
1、生物武器有哪些种类？
2、历史上生物武器对人类造成了哪些严重的威胁与伤害？
3、我国对生物武器及其技术和设备的扩散持怎样的立场？
请同学们自主阅读教材P111-113，思考完成问题。
1.什么是生物武器？主要种类有哪些？有哪些特点？
2.生物武器的传播途径有哪些？
3.历史上生物武器对人类造成了哪些严重的威胁与伤害？
4.我国对生物武器及其技术和设备的扩散持怎样的立场？
自主探究
一.生物武器
什么是生物武器？主要种类有哪些？
生物武器是生物战剂及施放它的武器、器材总称。
生物战剂是指在军事行动中用以杀死人、畜和破坏农作物的微生物、毒素和其他生物活性物质的统称。
生物武器的种类
致病菌类： 炭疽杆菌、鼠疫菌、霍乱弧菌、 伤寒杆菌、痢疾杆菌
病毒类： 天花病毒、SARS病毒、动物痘病毒、埃博拉病毒等
生化毒剂类：肉毒杆菌毒素、河豚毒素、黄曲霉毒素
经过基因重组的致病菌等：重组蜡状杆菌、新型鼠痘病毒等
1、生物武器
霍乱是由霍乱弧菌所引起，是一种急性腹泻疾病，由不洁的海鲜食品引起，病发高峰期在夏季，能在数小时内造成腹泻脱水甚至死亡。
霍乱弧菌存在于水中，最常见的感染原因是食用被病人粪便污染过的水。霍乱弧菌能产生霍乱毒素，造成分泌性腹泻，即使不再进食也会不断腹泻，洗米水状的粪便是霍乱的特征。
霍乱弧菌
炭疽是由炭疽杆菌引起的一种急性传染病，可以感染人及一些食草动物，死亡率可达50%以上。炭疽杆菌可形成芽孢，具备极强的抵抗力和生存力，只要0. 001mg炭疽杆菌就能引发炭疽病，这种几乎不死的特性使炭疽成为生物武器制剂的首选。
炭疽杆菌
鼠疫是由鼠疫杆菌引起的烈性传染病。临床主要表现为高热、淋巴结肿痛、出血倾向、肺部特殊炎症等。鼠疫由于呼吸困难、缺氧,导致病人口唇、颜面及四肢皮肤出现紫绀,死亡的患者甚至全身紫绀,皮肤呈黑色,故被称为“黑死病”。1793年云南师道南所著“《死鼠行》”中描述当时“东死鼠，西死鼠，人见死鼠如见虎。鼠死不几日，人死如圻堵”。充分说明那时在我国流行十分猖獗。
鼠疫杆菌
天花主要通过飞沫吸入或直接接触而传染，当人感染了天花病毒以后，大约有10天左右潜伏期，潜伏期过后，多出现头痛、背痛、发冷或寒战。3~5天后出现皮疹，后变为丘疹、疱疹、脓疱疹，最后形成“麻斑”。1980年5月，世界卫生组织宣布人类消灭了天花。20世纪80年代以后出生的人群都没有再接种牛痘，也就是说对天花没有免疫力。一旦再次出现以天花为手段的生物袭击，仍有可能发生世界性的大流行。
天花病毒
埃博拉出血热，由埃博拉病毒引起的病毒性出血热。感染病毒后两天到三周之间开始发烧、喉咙痛、肌肉疼痛和头痛等。这些通常伴随着呕吐、腹泻、皮疹和肝肾功能下降，此时，有些人开始内外出血。这种疾病导致25%到90%的感染者死亡。
埃博拉病毒
肉毒杆菌毒素分子可以阻滞神经末梢释放乙酰胆碱，从而引起肌肉麻痹。人们食入和吸收这种毒素后，神经系统将遭到破坏，出现头晕、呼吸困难和肌肉乏力等症状，严重者会因呼吸肌麻痹而引起呼吸功能衰竭致死。肉毒杆菌毒素精制1克毒素能杀死400万吨小白鼠，一名60千克体重的成人，只需要1/1000克即可导致其死亡。也因为其毒素小剂量即可致命和难治愈性，肉毒杆菌早已成为一些国家生化武器开发实验的宠儿，在第二次世界大战期间被用作生化武器。
正常情况下突触的工作情况
肉毒杆菌毒素
2019年，人类迎来了又一次历史性灾难，新型冠状肺炎病毒在中国乃至世界大爆发，夺走了无数鲜活的生命。
新型冠状病毒从何而来，是否是某些反人类组织施放的生物武器？世界卫生组织长时间的溯源追查，至今没有结论。
新型冠状肺炎病毒
2.生物武器的传播途径
直接
通过食物
生活必需品
带菌昆虫
呼吸道
消化道
皮肤
人、畜体内，造成大规模伤亡，也能大量损害植物。
侵入
散布
一.生物武器
二.前事不忘，后事之事
1.二战中侵华日军组建从事细菌战的731部队和100部队，大量培养鼠疫、霍乱、伤寒和炭疽等一系列致病的传染性疾病的病原体。用中国人做活体实验；用细菌武器，使几十万中国百姓死亡等。
2.抗美援朝期间，美军散步大量天花病毒；投下细菌弹，散布了大量的携带鼠疫、霍乱、伤寒、痢疾、脑膜炎和回归热等疾病的10多种致病菌的苍蝇和跳蚤等昆虫。
对儿童活体解剖
用活人做人体实验
1．1763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，他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起了天花的流行。
古今战争中的化学和生物武器战节选
2．第一次世界大战期间：1915年4月德国军队最先在比利时的伊普尔城附近打开了5000只氯气罐。协约国为了报复。也于1916年6月使用了氯气。
1917年，德军又使用了可穿透制服引起皮肤灼伤疼痛的芥子气。整个战争期间，双方大约使用了12．5吨毒气，中毒人数达130万，死亡9.1万人，终身残废者不计其数。
3．1933--1944年间：日本军队使用化学武器攻击中国军队和平民。日本还进行了生物战争。
4．1951—1953年间：美军在朝鲜北方和中国使用了化学武器，并进行生物战争。
…………
思考讨论：生物武器危害的特点
结合上文，搜集历史上使用生物武器的资料，思考并讨论以下问题。
1.从传播的角度来看，与枪炮、导弹等常规武器相比，生物武器有什么特点？
传播途径多；传播方法简单，使用方便；传播时具有潜伏期。
生物武器可以通过向目标地散播苍蝇、跳蚤、蚊子等携带病原菌的动物使人感染，或直接污染水源、食物，或通过信件等传播。生物武器可以随身携带，使用时不需要其他相关设备和装置，使用后一般也不会留下痕迹。多数生物武器传播的是传染病，传染病一般具有潜伏期，早期不易被发现，所以更容易大面积暴发。
2.生物武器和常规武器的危害有什么本质差别？
用于制造生物武器的致病菌、病毒等本质上是生物，可以进行大量的自我复制。一个人受到这些生物武器伤害后，可以传染很多人，其危害程度难以估量；生物武器更容易伤害大量平民等。
3.生物武器的杀伤力一定大于常规武器吗？ 为什么许多国家禁止研发生物武器而不禁止研发常规武器？
对这两类武器的杀伤力不应进行简单的量化比较，有些常规武器的杀伤力也特别大。
生物武器容易被恐怖主义势力掌握，也容易伤及无辜平民，违反人道主义精神，有时连使用者都无法控制其传播疾病的范围，所以许多国家禁止研发生物武器。
一.生物武器
少量使用即可使人患病。在缺乏防护、人员密集、平时卫生条件差的地区，因其所致的疾病极易传播、蔓延。
（1）致病能力强
（2）攻击范围广
生物战剂分散成微小的粒子悬浮在空气中，这种微粒和空气的混合体叫气溶胶。直接喷洒的生物气溶胶，可随风飘到较远的地区，杀伤范围可达数百至数千平方公里。
2.生物武器的特点
（3）传播途径多
可通过气溶胶、牲畜、植物、昆虫、信件等多种不同形式释放传播。
（4）传播方法简单、使用方便
生物武器可以随身携带。使用时不需要其他相关设备和装置，使用后一般不会留下痕迹。
（5）传播具有潜伏期
多数生物武器传播的是传染病，传染病一般具有潜伏期，早期不易被发现，所以更容易大面积爆发。
（6）成本低
以1969年联合国化学生物战专家组统计的数 据，以当时每平方公里导致50%死亡率的成本，传统武器为2000美元，核武器为800美元，而生物武器仅为1美元。有人将生物武器形容为“穷国家的核武器"。
三.对生物武器的威胁，不能掉以轻心
1.细菌武器、生化毒剂的威胁
某些国家以科学研究为名，进行细菌武器、生化毒剂的研究和储存，如生产和储存传染性极强、致死率极高的炭疽杆菌，保存着天花病毒毒株等。
2.新型致病菌的威胁
利用转基因技术制造各种新型的致病菌成为可能，人类从来没有接触过这些新型的致病菌，可能让大批受感染者突然发病，而又无药可医。施放者造成敌方公众的极度恐慌，使受害国一切活动瘫痪，轻而易举的达到不战而胜的目的。
身穿防生化服的人员在调查炭疽杆菌的污染
（2）在实验室，通过转基因技术对一些致病微生物进行改造
a.把蜡状杆菌改造成像炭疽杆菌一样的致病菌。
b.将生物毒素分子的基因与流感病毒的基因拼接在一起，然后再用基因工程的方法进行批量生产。
c.对流感病毒基因进行改造，以使具有某种易感基因的民族感染上这种病毒，而释放国的人却不易感染。
（1）基因重组的致病菌——美研制成致命鼠痘病毒
央视国际 (2003年11月03日 11:08),新华网消息：美国研究人员利用基因工程手段开发出一种新型鼠痘病毒，能杀死所有接种了普通鼠痘疫苗的老鼠。这一成果公布后在美国引发了有关生物技术研究与反恐之间关系的新争议。据《华盛顿邮报》１日报道，圣路易斯大学布勒领导的小组在研究中为鼠痘病毒额外添加了一个基因，由此获得的新型病毒杀伤力远远大于普通鼠痘病毒。常规疫苗对它几乎不起作用。
三.对生物武器的威胁，不能掉以轻心
2.新型致病菌的威胁
俄乌冲突升级以来，俄罗斯多次曝出美国在乌克兰从事生物军事实验活动的证据。
1.俄罗斯在乌克兰发现30座生物实验室，这些实验室按照美国国防部的命令运行，可能涉及生物武器制造。缴获的文件显示，就在2022年2月24日俄罗斯对乌克兰军事行动开始的当天，这些实验室即收到命令，“紧急销毁”鼠疫、炭疽、霍乱及其他致命性疾病的病原体。
2.美国哥伦比亚广播公司5月24日报道说，他们派记者前往基辅的一家乌克兰生物实验室采访。报道说，从霍乱到炭疽病，基辅的病毒实验室确实“存放着人类已知的一些最具传染性的病毒”。报道说，该实验室首席研究员纳塔利娅·维代科承认，从2月24日起，乌克兰政府就命令该实验室和其他实验室“销毁所有特别危险的病毒”，因为“这是一个非常高的生物风险”。
3.根据《科技日报》爆料，美国在2017年就谋划提取俄罗斯人的人体滑膜和核糖核酸，背后肯定有巨大阴谋。俄罗斯专家进一步确定了一个事实，美国人就是要制造针对俄罗斯人的基因武器。基因武器是生物武器的一种，他是基于基因工程的基因测序而得到的最新技术，通过改造病毒或者细菌的基因链，让他们有能力感染特定基因人群。基因武器的好处就是可以做到对特定人群的杀伤。
4.俄罗斯航天局长罗戈津在负责航天之前，曾经在2017年到2018年领导过俄罗斯生化问题委员会。在他负责期间，曾经多次提出过美国在提取斯拉夫人的生物信息，从而制造生物武器攻击斯拉夫人。俄罗斯生物学家亚历山大·切布尔诺夫更是表示，美国的生物实验室看起来互相研究不同的议题，但把他们联系到一起很可能就是一个巨大的阴谋。比如候鸟的迁徙具有特殊性，如果把病毒通过侯鸟传播，就可以对指定人群进行攻击。
5.根据联合国生物武器顾问伊戈尔·尼库林提供的证据，美国在2019年10月份的时候曾经把一些蝙蝠冠状病毒带到了乌克兰。而这个时间点非常微妙，因为这个时候全世界应该同时爆发了新冠疫情。尼库林表示这很不可思议，因为这种事情是不太可能从多个地点同时爆发的。
三.对生物武器的威胁，不能掉以轻心
3. 我国对生物武器的态度
彻底销毁生物武器是全世界爱好和平的人民的共同期望。1972年4月，苏联、美国、英国分别在其首都签署了《禁止发展、生产、储存细菌（生物）及毒素武器和销毁此种武器公约》（简称《禁止生物武器公约》），该公约于1975年3月生效。1984年11月，我国也加入了这一公约。
1998年6月，中美两国元首在关于《禁止生物武器公约》议定书的联合声明中，重申了在任何情况下不发展、不生产、不储存生物武器，并反对生物武器及其技术和设备的扩散。
2010年，在第65届联合国大会上，我国政府重申支持《禁止生物武器公约》的宗旨和目标，全面、严格履行公约义务，支持不断加强公约的约束力，并主张全面禁止和彻底销毁生物武器等各类大规模杀伤性武器。
2017年，已经有接近180个国家加人了该公约。
课后练习
(1)生物武器是用微生物、毒素、干扰素及重组致病菌等来形成杀伤力(　　)
(2)生物武器具有传染性强、作用范围广等特点，应严格禁止。(　　)
(3)大雪、低温、干燥、日晒等不影响生物武器的杀伤力。(　　)
×　
√　
　
×
(4)生物武器可通过吸入、误食、接触带菌物品、被带菌昆虫叮咬等侵入人体。( )
(5)生物武器的种类包括致病菌类、病毒类、生化毒剂类和毒品类等。( )
(3)生物武器的致病能力强，但攻击范围较为狭窄。( )
(4)我国对生物武器坚持“四不”原则，即不赞成、不支持、不发展和不生产生物武器。( )
√
×
×
×
1、判断
2．生物技术运用于战争或恐怖活动，则后果将更为可怕，下列关于生物武器及相关约定的阐述中，错误的是（　　）
A．生物武器与常规武器相比具有传染性强、不易被发现、不受自然条件影响等特点
B．生物武器的类型包括致病菌类、病毒类和生化毒剂类等
C．转基因微生物制成的生物武器具有目前人类难以预防和治疗的特点
D．我国对于生物武器，采取的态度是不发展、不生产、不储存生物武器、并反对生物武器及其技术和设备的扩散
A
练习与应用
一、概念检测
1.生物武器种类多样，下列不太可能用于制造生物武器的是（ ）
A.病毒 B.毒品 C.致病菌 D.生化毒剂
2.利用转基因技术制造的新型致病菌具有极大的危害性，其原因不包括（ ）
A.人体不会对它们产生免疫反应
B.它们可能具有超强的传染性和致病性
C.它们可能使具有某种易感基因的民族感染，而施放国的人却不易感染
D.人类从没有接触过它们，这可能让大批受感染者突然发病而又无药可医
B
A
二、拓展应用：在2018年世界卫生组织公布的可能导致全球公共卫生危机的疾病中，有一种神秘的“X疾病( DiseaseX)”,它是一种由未知病原体造成的大规模流行性疾病，一旦暴发可能导致数百万人死亡。你认为这种未知病原体的来源可能有哪些 如果它被一些恐怖分子用以制造生物武器，将会带来哪些严重的后果 我们能采取哪些措施防患于未然
这种未知病原体可能来自其他动物或者拥有高科技的实验室、由某些科学家制造出来，还有可能是在自然界中经过突变产生的。由于该疾病是新发疾病，人体对这种未知病原体没有免疫力，如果它被用来制造生物武器，传播的速度可能会非常快，带来的后果将是非常严重的，所以人类应该加强医疗体系的应变能力、这样在新疾病暴发时，能够尽早找到诊断方式并开始研究治疗方法、研制疫苗等。
复习与提高
1.科学家在培养转基因植物时，常通过农杆菌的转化作用使目的基因进入受体细胞。据报道，有科学家检测了291种没有经过人工转基因操作的栽培番薯，发现这些番薯都含有农杆菌的部分基因，并且在番薯的根、茎、叶等器官中都检测到了相关基因的表达。但是，科学家在番薯的近缘野生种中缺没有发现这些基因，于是他们推测，在人类驯化番薯的过程中，这些“天然”转入了的农杆菌基因促进了一些性状的产生。这一事实，对我们认识有关转基因食品的安全性有什么启示？
这一事实提示我们，转基因事件，即打破生殖隔离、进行物种间基因转移的现象在自然界中原本就是存在的。转基因技术只是人类利用聪明才智发明出来的、对作物进行更有预见性和更准确的定向改造，其实是对自然界中生物进化规律的学习和模仿。
2.科学家用电融合的方法诱导母羊的乳腺上皮细胞与另一只羊的去核卵母细胞融合，然后将重构胚移植到代孕母羊的体内，最终培育出了克隆羊多利。下表是科学家获得的部分实验数据,请仔细阅读并回答问题。
(1)根据实验数据综合评价，哪一组实验的成功率最高？为什么？
实验组 核供体细胞 融合成功细胞数 早期发育成功胚胎数 移植后成功怀孕母羊数/代孕母羊数 出生并成活羔羊数
1 6岁母羊的 乳腺上皮细胞 277 29 1/13 1(多莉)
2 发育到第26天的 胚胎成纤维细胞 172 34 4/10 2
3 发育到第9天的 早期胚胎细胞 385 90 14/27 4
综合评价，第2组和第3组实验的成功率相近，远比第1组的成功率高；第2组和第3组实验相比，从部分阶段的成功率来看，第3组的成功率比第2组的高，这可能是因为胚胎细胞分化程度越低，恢复其全能性相对越容易。
复习与提高
(2)科学家进行第2组和第3组实验的目的是什么
一方面是为了证明操作技术的可行性，另一方面这两组作为第1组的对照，证明了高度分化的乳腺上皮细胞也可以恢复全能性，同时还可以比较不同分化程度的胚胎细胞表达全能性的差异。
实验组 核供体细胞 融合成功细胞数 早期发育成功胚胎数 移植后成功怀孕母羊数/代孕母羊数 出生并成活羔羊数
1 6岁母羊的 乳腺上皮细胞 277 29 1/13 1(多莉)
2 发育到第26天的 胚胎成纤维细胞 172 34 4/10 2
3 发育到第9天的 早期胚胎细胞 385 90 14/27 4
(3)基于该实验数据，如果用克隆羊的方法来克隆人，存在的伦理问题是什么
该数据说明，目前克隆技术还不成熟，成功率相当低，所以如果用来克隆人的话，可能会孕育出有严重生理缺陷的克隆人。
复习与提高
3.2017年8月，科学家运用基因组编辑技术在人类的早期胚胎中修正了与肥厚型心肌病发生相关的基因MYBPC3的突变，使胚胎携带正常MYBPC3基因的概率提高了20% 左右。这项研究在攻克用基因组编辑技术治疗人类遗传病的若干技术问题的同时，也引起了一些伦理方面的争论。请分析回答下列问题。
(1)在治疗遗传病方面，与对成年个体进行基因组编辑相比，对胚胎进行基因组编辑有什么优势
优势在于编辑少量细胞就可以对遗传病患者进行治疗，治疗的结果还可以遗传给后代。
(2)对人类胚胎进行基因组编辑会带来哪些伦理问题
对人类胚胎进行基因组编辑会带来非常多的伦理问题。①从技术层面及人类对基因的认知来看，这一技术潜藏着难以预测的、巨大的不确定性和风险，一旦失去控制，可能导致携带新的致病基因、具有严重生理缺陷等的个体产生。②从权利、责任等层面来看，对人类胚胎进行基因组编辑存在权利由谁行使和责任由谁承担等问题。
③从社会公平层面来看，这一技术可能诱发一些不公平现象，如基因歧视、由少数人控制人类等。④除此之外，还存在如果这一技术发展成熟，可能会被某些集团或个人滥用如“设计完美婴儿”，从而破坏人的自然本质；可能改写人类的进化方向，违背后代的自决权等诸多伦理问题。
(3)你认为该不该允许对人类胚胎进行基因组编辑的相关研究 请说出你的理由。
对人胚胎进行基因组编辑为治疗人类遗传病提供了新的路径，具有一定的发展前景与应用空间，对探索生命奥秘和促进医学发展是有好处的。但是，由于目前该技术存在一系列安全风险和伦理问题，大多数国家研究人员的共识是：鼓励开展基因组编辑技术的基础研究、临床前研究以及在体细胞层面的临床研究，但禁止将对胚胎细胞进行基因组编辑的技术应用于临床。
复习与提高

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