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人类一直都没有停止过对深邃的外太空的探索,如果真的有外星生命存在的话,人们肯定想了解这些外星生命的形式。然而,你是否想过,在我们身边就有许多。外星人。——奇异的微生物。这些。外星人。通常被称为。原生生物。或“单细胞生物”。它们能够蛰伏在胞囊里,用脚来进食,用眼点来“看”,甚至还能在沸水里生存。它们通常以细菌为食,没有神经系统,但同样可以有感觉。它们以自体分裂的方式来繁殖,在任何时候都可能死去,但决不会衰老。虽然它们没有像人类一样具有思维,但是它们一样可以控制自身的一切生理功能。科学家告诉我们,人类就是从这些原生动物进化来的。如果科学家的话是真的,那么。你的祖先可能就是一只变形虫!
显微镜下的生命
在大自然中,生活着许多用人的肉眼无法看见的微小生命。无论是繁华的现代城市、富饶的广阔田野,还是人迹罕至的高山之巅、辽阔的海洋深处,到处都有它们的踪迹。这些体积微小的“居民”被科学家称为微生物,它们和动物、植物共同组成生物大军,使大自然显得生机勃勃。
微生物王国是一个真正的“小人国”。这里的“臣民”分别属于细菌、放线菌、真菌、病毒、类病毒、衣原体、支原体等几个代表性家族。这些家族的成员,一个个小得惊人。就以细菌家族的。大个子。杆菌来说,让3000个杆菌头尾相接。躺成一列,也只有一粒米那么长;让70个杆菌。肩并肩。排成一行,刚抵得上一根头发丝的横截面那么宽;相当于地球总人口数(50多亿)那么多的细菌加在一起,才抵得上一粒芝麻的重量。
人的肉眼可以分辨直径0.1毫米以上的物体,小于这个尺度下的事物都属于微观世界。“视而不见”或许正是这个因素给微观世界染上了神奇色彩。让我们想想看,我们身上每一平方毫米的皮肤上都生活着无数细菌,远远超过一个小国家的人口,但你用肉眼却看不到它们!天底下比这更神奇的事情,应该不会很多。微生物如此之小,人们只能用“微米”甚至更小的单位来衡量它。
科学探索
微观世界亦称“小宇宙”。是微观粒子和微观现象的总称。肉眼观测不到的物体都是微观粒子。如分子、原子和各种基本粒子等。微观现象一般指微观粒子和场在极其微小的空间范围内的各种现象,如原子中电子绕原子核的运动,基本粒子的相互转化等。
20世纪以来现代科学技术的发展,使人们对微观世界的眼界更加开阔了。在无机界发现了比原子核还小的300多种基本粒子,包括强子、夸克等。在有机界,由于分子生物学和现代遗传学的发展。人们发现了生物大分子蛋白质和核酸分子的存在。同时向量子生物世界进军。
延伸阅读
显微镜的发明,为人类叩开了神秘的微观世界的大门。人类从此开始走进另外一个新的世界。
1590年,荷兰一位叫查·詹森的少年无意中把两片大小不同的凸透镜重叠在一起玩耍时,突然发现很小的东西一下子被放大了很多倍。詹森被这个奇怪的现象吸引住了。他不断地调整、变换着两片凸透镜的位置,发现有时物体能够放大许多倍。詹森把这个奇异的现象告诉了父亲,父子两人立即动起手来。他们用薄铁片卷了两个不同口径的铁筒,把两个凸透镜分别装在大小铁筒上。然后把两个铁筒套在一起,让小铁筒在大铁筒里滑动,利用铁筒的滑动来调整透镜的距离,使成像更加清晰。就这样,世界上最早的显微镜问世了。1931年,科学家发明了世界上第一台电子显微镜。电子显微镜放大物体的媒介是电子束。而不是可见的光。它的放大本领很强。我国制造的新型电子显微镜可以放大80万倍。如果将一个手指头放大80万倍就等于喜玛拉雅山那么高。因此,人们利用它可以看到原子世界。
目前,世界上除了光学显微镜以外,还出现了电子显微镜、超声显微镜、手术显微镜、扫描隧道显微镜等等,越来越先进的显微镜正在各个科学领域中发挥着重要作用。
微生物王国的奇观
微生物是地球上最早的“居民”。假如把地球演化到今天的历史浓缩到一天。地球诞生是24小时中的零点,那么。地球的首批居民——厌氧性异养细菌在早晨7点钟降生;午后1点左右,出现了好氧性异养细菌;鱼和陆生植物产生于晚上10点;而人类要在这一天的最后一分钟才出现。
微生物之所以能在地球上最早出现,又延续至今。这与它们特有的食量大、食谱广、繁殖快和抗性高等特点有关。
个儿越小,“胃口”越大,这是生物界的普遍规律。微生物的结构非常简单,一个细胞或是分化成简单的一群细胞,就是一个能够独立生活的生物体。承担了生命活动的全部功能。它们个儿虽小,但整个体表都具有吸收营养物质的机能,这就使它们的。胃口。变得分外庞大。如果将一个细菌在一小时内消耗的糖分换算成一个人要吃的粮食,那么,这个人得吃500年。
微生物不仅食量大,而且无所不“吃”。地球上已有的有机物和无机物,它们都贪吃不厌,就连化学家合成的最新颖复杂的有机分子,也都难逃微生物之“口”。人们把那些只“吃”现成有机物质的微生物,称为有机营养型或异养型微生物;把另一些靠二氧化碳和碳酸盐自食其力的微生物。叫无机营养型或自养型微生物。
微生物不分雌雄,它们的繁殖方式也与众不同。以细菌家族的成员来说,它们是靠自身分裂来繁衍后代的,只要条件适宜,通常20分钟就能分裂一次,一分为二,二变为四,四分成八……就这样成倍地分裂下去。如果给一个微生物足够的营养和空间,让它尽情地繁殖分裂,那么一个细菌48小时内能繁衍出相当于4个地球重量的子孙来!虽然这种呈几何级数的繁衍,常常受环境、食物等条件的限制,实际上不可能实现,即使这样,也足以使动植物望尘莫及了。
微生物具有极强的抗热、抗寒、抗盐、抗干燥、抗酸、抗碱、抗缺氧、抗辐射及抗毒物等能力。因而,从1万米深、水压高达1140个大气压的太平洋底到8,5万米高的大气层。从炎热的赤道海域到寒冷的南极冰川,从高盐度的死海到强酸和强碱性环境,都可以找到微生物的踪迹。由于微生物只怕“明火”,所以地球上除活火山口以外。都是它们的领地。
微生物不仅能吃,而且还贪睡。据报道。在埃及金字塔中三四千年前的木乃伊上仍有活细菌,微生物的休眠本领令人惊叹不已。
科学探索
微生物是怎样被人们发现的呢?300年前,荷兰有个名叫列文虎克的人,他读书虽然不多,但热爱科学,富有刻苦钻研的精神,还有一手高明的磨制放大镜技术。他用自己磨制的镜片,制作了一架能把原物放大200多倍的简单的显微镜。一天列文虎克从一个老头的牙缝里取下一点残屑来观察,竟然发现那里面有无数各种形状的小家伙在跳来跳去 有的如矛枪穿水直射;有的像陀螺团团打转;还有的灵巧地徘徊前进,成群结队,令人眼花缭乱一他惊奇得几乎不敢相信自己的眼睛列文虎克精心地把这些小家伙的形状描绘下来,他说:
“这个老头嘴里的‘小动物’。要比整个荷兰王国的居民多得多……”这以后,他继续观察了各种容器的积水,以及河水、井水、污水等,都发现有这样一个芸芸众生的“小动物”世界。列文虎克第一个通过显微镜看到了细菌,为人类敲开了认识微生物的大门。从此,人们借助显微镜揭开了微生物的奥秘。
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人体内共存在着多少种微生物?
大约200种,其中约80种生活在人的口腔里。我们的身体是一座微生物工厂。每天生产出一千亿到一百万亿个细菌。在每平方厘米肠子表面上生活着一百亿微生物,而在每平方厘米皮肤表面生活着一千万个细菌。
在人的牙齿、咽喉和消化道中细菌的数量最多,数量超过皮肤表面的一千倍。
微生物与人类
尽管人类用肉眼看不到单个的微生物细胞。但是当微生物大量繁殖在某种材料上形成一个大集团时,或者把微生物培养在某些基质上,我们就能看到它们了。在日常生活中,我们每个人都有这样的经历或体会,放置的水果、食物、衣物、木材等经过或长或短的时间,就会变质、发霉、腐烂,这就是微生物分解作用的结果。由此可以看出,微生物虽小,但它们和人类的关系非常密切。有些微生物对人类有益。是人类生活中不可缺少的伙伴;有些微生物对人类有害,对人类生存构成了威胁;有的虽然和人类没有直接的利害关系,但在生物圈的物质循环和能量交流中具有关键作用。
现在,地球上的人口已达到53亿多,并且还以惊人的速度在增加。地球将如何养活这日益增长的人口,已成为科学家最紧迫的课题。多年来的科学研究发现,自然界中的许多微生物可以分解纤维素、木质素等,分解的中间产物是糖类、醇及有机酸等,这些可以被人类所利用。如果我们分离到这类微生物并加以控制,我们就可以让草、木头转化成为葡萄糖或者蛋白质。从而为我们提供食物来源。
此外,微生物也可通过生物降解的方式,自身产生各种各样的酶,将人们在生活和生产中产生的各种有害的污染物,分解成有机肥料的无害化合物。微生物在为自己提供营养物质,供生长和繁殖的同时,也为人类消除了各种污染物,在保持自然界的生态平衡中起着重要的作用。
因为微生物无所不在和无所不能的特点,科学家预言,21世纪将是生物技术的时代。生物技术包括基因工程、细胞工程、酶工程和发酵工程。这些技术的研究和应用,往往以微生物为载体。当今人类正面临着空前的健康安全威胁,不仅许多给人类造成巨大灾难的疾病在卷土重来,如肺结核、霍乱等,而且很多不明原因、尚无有效控制办法的疾病正不断出现。如艾滋病、疯牛病、非典型肺炎、禽流感等等。这些疾病的传染控制与治疗,将在很大程度上需要应用已有的和正在发展的微生物学理论与技术,并依赖于新的微生物医药资源的开发与利用。
也许在不久的将来,你将见不到林立的烟囱了,因为农田大量施用各种菌肥,人类不再需要合成氨工厂,不再有石油化工厂了。到处碧草青青,而人们的屋前或屋后都有一个巨大的发酵罐,未来的食品原料和能源就从这个发酵罐中生产出来。人们只要往发酵罐里扔稻草、木屑,灌入污水、垃圾等,发酵罐中的微生物便把贮存有太阳能的各种物质进行降解,同时产生甲烷、乙醇、氢气等,人们以一定的办法把这些能源产物收集起来,供工厂的发动机以及汽车、飞机的发动机使用。
那时候,微生物的应用价值将日益突出,它将显示出神奇的魅力。微生物作为地球上最大的生物资源,开发前景很大。而且。一旦微生物得到合理的开发,将最终帮助人类渡过难关。21世纪的人们将不再把微生物只是当作病魔来看待,不再谈微生物而色变。而是把它们当作人类永恒的朋友。
科学探索
人类利用微生物的历史已相当久远,在工业、农业等诸多领域利用微生物合成、生产。提取各种物质已占有极重要的地位。例如人们利用有益微生物进行酿酒、制。酱、冶金、制革、石油脱蜡、生产各种抗菌素和处理工业废水等:医学上利用有益微生物制造广谱抗菌素、合成胰岛素、肝炎疫苗和微生态活菌制剂等。随着科学技术的进步。人们对环境微生物的研究和认识水平不断提高。在利用有益微生物的同时,也十分警惕致病性微生物的危害。为此,抗菌材料和制品行业应运而生。
美国科学家克雷格·文特尔和汉密尔顿·史密斯目前正率领一个研究小组。利用人工方法制造微生物。并计划利用这种微生物作为高效的储氢材料。如果科学家的这项研究能够获得成功。那么长期以来困扰人类的能源问题将获得解决。
延伸阅读
微生物可以造福于人类。也可给人类带来灾难。14世纪时。鼠疫像“黑色妖魔”一样,猖獗于欧洲大陆,毁灭了不少城市,夺走了约2500万人的生命,在世界史册上记下了阴森恐怖、令人毛骨悚然的一页。1918年。西班牙发生的“流行性感冒”,很快蔓延到许多国家,死亡总人数竟达2000万人之多,超过第一次世界大战中死亡人数的2倍。
现在,艾滋病又成为人类的“超级绝症”,据统计,目前全世界有3300多万人感染史滋痛病毒。
微生物对人类来讲是一把双刃剑,合理利用。微生物在农业、工业和其他行业发挥至关重要的作用。如果将其运用于战争,生物武器会给人类带来巨大的灾难。生物武器也叫细菌武器,它不像炮弹、炸弹那样用弹片杀伤有生力量。而是靠散布细菌战荆(生物战荆)来杀伤人员、‘牲畜和毁坏农作物。第二次世界大战中,德、英、美等国已研制出细菌炸弹,日本在侵华战争中。也曾在我国东北等地,利用臭名昭著的731部队进行生物战剂的研究和生物武器的研制,并在湖南、浙江等地使用细菌武器,使700多人死亡。为了禁止这种灭绝人性的武器在现代战争中应用,联合国于1971年12月16日通过了《禁止试制、生产和储存并销毁细菌(生物)和毒剂武器公约》。
(编辑 文 墨)
显微镜下的生命
在大自然中,生活着许多用人的肉眼无法看见的微小生命。无论是繁华的现代城市、富饶的广阔田野,还是人迹罕至的高山之巅、辽阔的海洋深处,到处都有它们的踪迹。这些体积微小的“居民”被科学家称为微生物,它们和动物、植物共同组成生物大军,使大自然显得生机勃勃。
微生物王国是一个真正的“小人国”。这里的“臣民”分别属于细菌、放线菌、真菌、病毒、类病毒、衣原体、支原体等几个代表性家族。这些家族的成员,一个个小得惊人。就以细菌家族的。大个子。杆菌来说,让3000个杆菌头尾相接。躺成一列,也只有一粒米那么长;让70个杆菌。肩并肩。排成一行,刚抵得上一根头发丝的横截面那么宽;相当于地球总人口数(50多亿)那么多的细菌加在一起,才抵得上一粒芝麻的重量。
人的肉眼可以分辨直径0.1毫米以上的物体,小于这个尺度下的事物都属于微观世界。“视而不见”或许正是这个因素给微观世界染上了神奇色彩。让我们想想看,我们身上每一平方毫米的皮肤上都生活着无数细菌,远远超过一个小国家的人口,但你用肉眼却看不到它们!天底下比这更神奇的事情,应该不会很多。微生物如此之小,人们只能用“微米”甚至更小的单位来衡量它。
科学探索
微观世界亦称“小宇宙”。是微观粒子和微观现象的总称。肉眼观测不到的物体都是微观粒子。如分子、原子和各种基本粒子等。微观现象一般指微观粒子和场在极其微小的空间范围内的各种现象,如原子中电子绕原子核的运动,基本粒子的相互转化等。
20世纪以来现代科学技术的发展,使人们对微观世界的眼界更加开阔了。在无机界发现了比原子核还小的300多种基本粒子,包括强子、夸克等。在有机界,由于分子生物学和现代遗传学的发展。人们发现了生物大分子蛋白质和核酸分子的存在。同时向量子生物世界进军。
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显微镜的发明,为人类叩开了神秘的微观世界的大门。人类从此开始走进另外一个新的世界。
1590年,荷兰一位叫查·詹森的少年无意中把两片大小不同的凸透镜重叠在一起玩耍时,突然发现很小的东西一下子被放大了很多倍。詹森被这个奇怪的现象吸引住了。他不断地调整、变换着两片凸透镜的位置,发现有时物体能够放大许多倍。詹森把这个奇异的现象告诉了父亲,父子两人立即动起手来。他们用薄铁片卷了两个不同口径的铁筒,把两个凸透镜分别装在大小铁筒上。然后把两个铁筒套在一起,让小铁筒在大铁筒里滑动,利用铁筒的滑动来调整透镜的距离,使成像更加清晰。就这样,世界上最早的显微镜问世了。1931年,科学家发明了世界上第一台电子显微镜。电子显微镜放大物体的媒介是电子束。而不是可见的光。它的放大本领很强。我国制造的新型电子显微镜可以放大80万倍。如果将一个手指头放大80万倍就等于喜玛拉雅山那么高。因此,人们利用它可以看到原子世界。
目前,世界上除了光学显微镜以外,还出现了电子显微镜、超声显微镜、手术显微镜、扫描隧道显微镜等等,越来越先进的显微镜正在各个科学领域中发挥着重要作用。
微生物王国的奇观
微生物是地球上最早的“居民”。假如把地球演化到今天的历史浓缩到一天。地球诞生是24小时中的零点,那么。地球的首批居民——厌氧性异养细菌在早晨7点钟降生;午后1点左右,出现了好氧性异养细菌;鱼和陆生植物产生于晚上10点;而人类要在这一天的最后一分钟才出现。
微生物之所以能在地球上最早出现,又延续至今。这与它们特有的食量大、食谱广、繁殖快和抗性高等特点有关。
个儿越小,“胃口”越大,这是生物界的普遍规律。微生物的结构非常简单,一个细胞或是分化成简单的一群细胞,就是一个能够独立生活的生物体。承担了生命活动的全部功能。它们个儿虽小,但整个体表都具有吸收营养物质的机能,这就使它们的。胃口。变得分外庞大。如果将一个细菌在一小时内消耗的糖分换算成一个人要吃的粮食,那么,这个人得吃500年。
微生物不仅食量大,而且无所不“吃”。地球上已有的有机物和无机物,它们都贪吃不厌,就连化学家合成的最新颖复杂的有机分子,也都难逃微生物之“口”。人们把那些只“吃”现成有机物质的微生物,称为有机营养型或异养型微生物;把另一些靠二氧化碳和碳酸盐自食其力的微生物。叫无机营养型或自养型微生物。
微生物不分雌雄,它们的繁殖方式也与众不同。以细菌家族的成员来说,它们是靠自身分裂来繁衍后代的,只要条件适宜,通常20分钟就能分裂一次,一分为二,二变为四,四分成八……就这样成倍地分裂下去。如果给一个微生物足够的营养和空间,让它尽情地繁殖分裂,那么一个细菌48小时内能繁衍出相当于4个地球重量的子孙来!虽然这种呈几何级数的繁衍,常常受环境、食物等条件的限制,实际上不可能实现,即使这样,也足以使动植物望尘莫及了。
微生物具有极强的抗热、抗寒、抗盐、抗干燥、抗酸、抗碱、抗缺氧、抗辐射及抗毒物等能力。因而,从1万米深、水压高达1140个大气压的太平洋底到8,5万米高的大气层。从炎热的赤道海域到寒冷的南极冰川,从高盐度的死海到强酸和强碱性环境,都可以找到微生物的踪迹。由于微生物只怕“明火”,所以地球上除活火山口以外。都是它们的领地。
微生物不仅能吃,而且还贪睡。据报道。在埃及金字塔中三四千年前的木乃伊上仍有活细菌,微生物的休眠本领令人惊叹不已。
科学探索
微生物是怎样被人们发现的呢?300年前,荷兰有个名叫列文虎克的人,他读书虽然不多,但热爱科学,富有刻苦钻研的精神,还有一手高明的磨制放大镜技术。他用自己磨制的镜片,制作了一架能把原物放大200多倍的简单的显微镜。一天列文虎克从一个老头的牙缝里取下一点残屑来观察,竟然发现那里面有无数各种形状的小家伙在跳来跳去 有的如矛枪穿水直射;有的像陀螺团团打转;还有的灵巧地徘徊前进,成群结队,令人眼花缭乱一他惊奇得几乎不敢相信自己的眼睛列文虎克精心地把这些小家伙的形状描绘下来,他说:
“这个老头嘴里的‘小动物’。要比整个荷兰王国的居民多得多……”这以后,他继续观察了各种容器的积水,以及河水、井水、污水等,都发现有这样一个芸芸众生的“小动物”世界。列文虎克第一个通过显微镜看到了细菌,为人类敲开了认识微生物的大门。从此,人们借助显微镜揭开了微生物的奥秘。
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人体内共存在着多少种微生物?
大约200种,其中约80种生活在人的口腔里。我们的身体是一座微生物工厂。每天生产出一千亿到一百万亿个细菌。在每平方厘米肠子表面上生活着一百亿微生物,而在每平方厘米皮肤表面生活着一千万个细菌。
在人的牙齿、咽喉和消化道中细菌的数量最多,数量超过皮肤表面的一千倍。
微生物与人类
尽管人类用肉眼看不到单个的微生物细胞。但是当微生物大量繁殖在某种材料上形成一个大集团时,或者把微生物培养在某些基质上,我们就能看到它们了。在日常生活中,我们每个人都有这样的经历或体会,放置的水果、食物、衣物、木材等经过或长或短的时间,就会变质、发霉、腐烂,这就是微生物分解作用的结果。由此可以看出,微生物虽小,但它们和人类的关系非常密切。有些微生物对人类有益。是人类生活中不可缺少的伙伴;有些微生物对人类有害,对人类生存构成了威胁;有的虽然和人类没有直接的利害关系,但在生物圈的物质循环和能量交流中具有关键作用。
现在,地球上的人口已达到53亿多,并且还以惊人的速度在增加。地球将如何养活这日益增长的人口,已成为科学家最紧迫的课题。多年来的科学研究发现,自然界中的许多微生物可以分解纤维素、木质素等,分解的中间产物是糖类、醇及有机酸等,这些可以被人类所利用。如果我们分离到这类微生物并加以控制,我们就可以让草、木头转化成为葡萄糖或者蛋白质。从而为我们提供食物来源。
此外,微生物也可通过生物降解的方式,自身产生各种各样的酶,将人们在生活和生产中产生的各种有害的污染物,分解成有机肥料的无害化合物。微生物在为自己提供营养物质,供生长和繁殖的同时,也为人类消除了各种污染物,在保持自然界的生态平衡中起着重要的作用。
因为微生物无所不在和无所不能的特点,科学家预言,21世纪将是生物技术的时代。生物技术包括基因工程、细胞工程、酶工程和发酵工程。这些技术的研究和应用,往往以微生物为载体。当今人类正面临着空前的健康安全威胁,不仅许多给人类造成巨大灾难的疾病在卷土重来,如肺结核、霍乱等,而且很多不明原因、尚无有效控制办法的疾病正不断出现。如艾滋病、疯牛病、非典型肺炎、禽流感等等。这些疾病的传染控制与治疗,将在很大程度上需要应用已有的和正在发展的微生物学理论与技术,并依赖于新的微生物医药资源的开发与利用。
也许在不久的将来,你将见不到林立的烟囱了,因为农田大量施用各种菌肥,人类不再需要合成氨工厂,不再有石油化工厂了。到处碧草青青,而人们的屋前或屋后都有一个巨大的发酵罐,未来的食品原料和能源就从这个发酵罐中生产出来。人们只要往发酵罐里扔稻草、木屑,灌入污水、垃圾等,发酵罐中的微生物便把贮存有太阳能的各种物质进行降解,同时产生甲烷、乙醇、氢气等,人们以一定的办法把这些能源产物收集起来,供工厂的发动机以及汽车、飞机的发动机使用。
那时候,微生物的应用价值将日益突出,它将显示出神奇的魅力。微生物作为地球上最大的生物资源,开发前景很大。而且。一旦微生物得到合理的开发,将最终帮助人类渡过难关。21世纪的人们将不再把微生物只是当作病魔来看待,不再谈微生物而色变。而是把它们当作人类永恒的朋友。
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美国科学家克雷格·文特尔和汉密尔顿·史密斯目前正率领一个研究小组。利用人工方法制造微生物。并计划利用这种微生物作为高效的储氢材料。如果科学家的这项研究能够获得成功。那么长期以来困扰人类的能源问题将获得解决。
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现在,艾滋病又成为人类的“超级绝症”,据统计,目前全世界有3300多万人感染史滋痛病毒。
微生物对人类来讲是一把双刃剑,合理利用。微生物在农业、工业和其他行业发挥至关重要的作用。如果将其运用于战争,生物武器会给人类带来巨大的灾难。生物武器也叫细菌武器,它不像炮弹、炸弹那样用弹片杀伤有生力量。而是靠散布细菌战荆(生物战荆)来杀伤人员、‘牲畜和毁坏农作物。第二次世界大战中,德、英、美等国已研制出细菌炸弹,日本在侵华战争中。也曾在我国东北等地,利用臭名昭著的731部队进行生物战剂的研究和生物武器的研制,并在湖南、浙江等地使用细菌武器,使700多人死亡。为了禁止这种灭绝人性的武器在现代战争中应用,联合国于1971年12月16日通过了《禁止试制、生产和储存并销毁细菌(生物)和毒剂武器公约》。
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