基因工程
世界上第一个基因工程的技术专利
1973年，美国斯坦福大学的科恩教授从大肠杆菌中取出两种不同的质粒。它们各自具有一个抗药基因，分别对抗不同的药物。科恩将这两种不同的抗药基因取下来，将它们拼接在同一个质粒中，于是产生了新的杂合质粒。当这种杂合质粒进入大肠杆菌内部后，这些大肠杆菌就能抵抗两种药物，而且这种大肠杆菌的后代都具有双重抗药性。这表明杂合质粒在大肠杆菌细胞分裂时也能自我复制，它标志着基因工程的首次成功。
1974年，科恩将金黄色葡萄球菌的质粒和大肠杆菌的质粒组装成杂合质粒，送入大肠杆菌体内，使这种大肠杆菌获得了对青霉素的抗药性。后来，他又把非洲爪蟾的DNA与大肠杆菌的质粒进行拼接，并获得成功，产生了非洲爪蟾的核糖体核糖核酸。这表明基因工程可以完全不受生物种类的限制，创造新的生物。
随后，科恩以DNA重组技术发明人的身份申报了世界上第一个基因工程的技术专利。
奏响基因工程的变奏曲
基因工程主要包括基因重组、基因组的改造、核酸序列分析、分子进化分析、分子免疫学、基因克隆、基因诊断和基因治疗等内容。
要完成一项基因工程，必须经过四个步骤。首先是获取符合人们要求的DNA片断，接着，将目的基因从供体DNA长链中准确地剪切下来，与质粒或病毒DNA连接成重组DNA。然后，把重组DNA引入受体细胞，受体细胞必须是一种分子小、能自由通过的细胞，而且在装载了外来的DNA片断后仍能照常复制。最后，还需要将能表达目的基因的受体细胞挑选出来进行测试，看是否达到了预期目的。
基因的运输工具——运载体
要将一个外源基因送入受体细胞，是需要有运输工具的，这就是运载体。作为运载体的物质必须具备以下特定的条件：它能够在宿主细胞中复制并稳定地保存；具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接；具有某些标记基因，便于进行筛选。目前，符合上述条件并经常使用的运载体有质粒、噬菌体、脂质载体和动植物病毒等。
质粒是基因工程中最常用的运载体，它广泛地存在于细菌中，是细菌染色体外能够自主复制的环状DNA分子，大小只有普通细菌染色体DNA的百分之一。
质粒能够“友好”地“借居”在宿主细胞中。一般来说，质粒的存在与否对宿主细胞生存没有决定性的作用。但是，质粒的复制只能在宿主细胞内完成。
大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌等细菌中都有质粒。
理想的助手——基因枪
基因枪通常以氦气为动力，以干电池为起动电源，把DNA微弹或颗粒药物直接发射到人体或动物的细胞、组织或器官中，以此来发挥作用。
枪的固定封闭式弹膛里有一个特殊的金属板，板上有一微孔。这个金属板能阻止弹丸的塑料部分进入，但带有外源基因的微粒却能够通过微孔，进入紧贴金属板的组织或细胞中。
基因枪能将外源基因导入酵母、高等植物甚至高等动物的细胞内，这是其他医疗器械无法做到的。
可怕的基因武器
基因武器，也称遗传工程武器或DNA武器。它运用先进的遗传工程技术，按人们的需要通过基因重组，在一些致病细菌或病毒中接入能对抗普通疫苗或药物的基因，或者在一些本来不会致病的微生物体内接入致病基因而制造成生物武器。
基因武器能精确分辨敌我，只攻击敌方特定人群。它秘密施放，难以防治，有抗药性和传染性，杀伤力极大，对敌方有强烈的心理威慑作用。
目前，基因武器主要有微生物基因武器、毒素基因武器、转基因食物和克隆武器等。
试管婴儿
世界上第一个试管婴儿
1978年7月25日23时47分，世界上第一个试管婴儿路易丝·布朗在英国的奥尔德姆市医院诞生，她被称做“世纪婴儿”，她的诞生被认为是继心脏移植成功后医学上的又一大奇迹。
此后，关于试管婴儿的研究发展极为迅速。现在世界各地的试管婴儿总数已有约300万名。
试管婴儿的成功率
从30年前试管婴儿诞生到今天，人类的辅助生殖技术有了很大的发展。随着各项技术逐渐成熟，试管婴儿的成功率在世界范围内逐渐提高，从原来的20％至25％已经提高到60％甚至更高的水平。
试管婴儿的成功率取决于很多方面，主要有内分泌及实验室的条件、技术人员的技术水平，当然也取决于女方的年龄、子宫和卵巢条件以及身体状况等。其中，女方的年龄是最大的影响因素。
冷冻胚胎
试管婴儿技术可以超越人类的排卵极限，形成多个胚胎。
国内目前规定，最多移植的胚胎数量为3个。对于超过3枚的，可以将多余的优质胚胎冷冻在液氮内，如果移植的胚胎不成功，就可以在下一次治疗周期移植冷冻的胚胎。冷冻胚胎试管婴儿的成功率一般会比新鲜周期的试管婴儿成功率低10％。
不断升级的试管婴儿技术
试管婴儿技术发展到今天，已经进入了第四代。
第一代解决的是因女性因素引致的不孕；第二代解决的是因男性因素引致的不育；第三代则从生物遗传学的角度，帮助人类生育最健康的后代，为有遗传病的未来父母提供生育健康孩子的机会；第四代试管婴儿技术又叫卵浆置换技术，通过显微镜技术将质量不高的卵子内的卵浆同另一女性的健康卵浆置换，以增强卵子活力，提高试管婴儿的成功率。
克隆技术
克隆技术的第一次成功应用
克隆动物的原始设想是由德国人汉斯·施佩曼于1938年提出的。但到1996年，所有利用动物体干细胞进行的克隆实验都未能取得成功。
1997年，英国科学家威尔穆特通过克隆动物干细胞，有史以来第一次克隆出一只存活的动物——一只名为“多莉”的绵羊。这是克隆技术研究领域的巨大突破，从而为大规模复制动物优良品种和生产转基因动物提供了有效方法，并间接证明了人类利用克隆技术来复制自身是完全可行的。
克隆是如何进行的
克隆的基本过程是，先将含有完整遗传物质的供体细胞的核移植到取出了细胞核的卵细胞中，利用微电流剌激等方法，使两者融合为一体，然后促使这一新细胞分裂繁殖发育为胚胎。当胚胎发育到一定程度后，再植入动物子宫中培养。经过一段时间的孕育，便可产下与提供细胞者基因相同的动物。在这一过程中，如果对供体细胞进行改造，那么克隆出的动物后代基因就会发生相应的变化。
造福人类的克隆技术
克隆技术在农业、医学和社会生活的各个方面都具有广阔的应用前景。利用克隆技术，可繁殖优良物种，从同一个体中复制出大量完全相同的纯正品种，且费时少、选育的品种性状稳定，不需再分离。
这一技术还能用来建造动物药厂，利用转基因技术将药物蛋白基因转移到动物中并使之在乳腺中表达，产生含有药物蛋白的乳汁，并利用克隆技术繁殖这种转基因动物，大量制造药物蛋白。
采用克隆技术，可以克隆异种纯系动物，提供移植器官。同时，可以建立实验动物模型，探索动物发病规律，并拯救濒危动物，保护生态平衡。克隆技术的应用可望人为地调节自然动物群体的兴衰，使之达到平衡发展。
