“基因工程”的第一支队伍就是美国斯坦福大学教授科恩统领的。在1973年，科恩带领着他的队伍从大肠杆菌里取出两种不同的质粒。所谓质粒就是细菌体内比细菌染色体更小的环形DNA。这种环状DNA（质粒）上只有几个基因，细菌体内有无质粒对细菌的生存都无碍大局。这种环状DNA能自由进出细菌的细胞。科恩从大肠杆菌中取出的质粒，各自具有一个抗药基因，但这两种质粒上的抗药基因是决定抗不同药物的。科恩等人就是把这两种质粒上的抗药基因“裁剪”下来，再把这两个基因“拼接”在同一质粒中。新拼接而成的质粒叫“重组质粒”或“杂合质粒”，更使科恩等人兴奋的是，当这种“杂合质粒”进入大肠杆菌能抵抗两种药物了，而且由这种大肠杆菌产生的后代都具有双重抗药性，这表示“杂合质粒”在大肠杆菌的细胞分裂时也能像大肠杆菌中的染色体那样自我复制了。虽然这种双抗药性的大肠杆菌对人类毫无价值，但这种大肠杆菌的出现，标志着基因工程的首次胜利。
TZ金黄色葡萄球菌1974年，科恩等再次把金黄色葡萄球菌的质粒（上面具有抗青霉素的基因）和大肠杆菌的质粒“组装”成“杂合质粒”，也顺利地把这种“杂合质粒”“送入”大肠杆菌体内，凡是得到这种质粒的大肠杆菌再也不会在青霉素环境下呜呼哀哉了，这说明，金黄色葡萄球菌质粒上的抗青霉素基因，由“杂合质粒”带到大肠杆菌体内了，不仅是金黄色葡萄球菌质粒上的基因进入大肠杆菌，更重要的是外来基因在大肠杆菌体内同样也发生作用（或者说能够表达）。
TZ非洲爪蟾两次试探性的研究，都取得了预期效果，使科恩的信心倍增。1974年，他从非洲爪蟾细胞中取出DNA，并在实验室中，从非洲爪瞻的DNA上“裁剪”一段与大肠杆菌的质粒“拼接”。拼接成功了，拼接后的质粒带着非洲爪赡的基因进入大肠杆菌了，大肠杆菌真的产生了非洲爪蟾的核糖体核糖核酸（rRNA）。这又是科恩第一次做的跨越生物门类的基因拼接的外科手术，两栖动物的基因能在细菌里发挥作用，也能在细菌里不断复制的事实告诉人们，基因工程完全可以不受生物种类的限制，可以按照人类的意愿去拼接基因，创造新的生物，如创造缫丝的大肠杆菌、制药的大肠杆菌等等。由科恩首次取得成功的基因工程不仅打破了不同物种在亿万年中形成的天然屏障，预示着任何不同种类生物的基因都能通过基因工程技术重组到一起。科恩的专利技术，至少包括四方面的内容。一是取得符合人们要求的DNA片段，这种DNA片段就叫“目的基因”；二是将目的基因与质粒或病毒DNA连接成重组DNA（质粒和病毒DNA称做载体）；三是把重组DNA引入某种细胞（这种得到目的的基因的细胞称受体细胞）；四是把目的基因能表达的受体细胞挑选出来。
42.研究生命科学有哪些基本方法？
今天，似乎很难找到哪一门学科像生命科学这样高度地调动了人类的各种认知和研究手段，创造了如此丰富多彩的实验技术。在这方面不仅出版了大量的专著（如组织化学技术、分子克隆技术、试验胚胎技术等），而且也有不少的杂志发行。就广泛意义的科学方法而言，生命科学研究方法大致可以分为三大类型：
（1）观察与描述：对生命现象、生物体的结构和生命过程等进行直接的观察与描述。
（2）生物学实验：在实验室（场）人为地对条件进行控制，针对性的再现或阻断特定的生命过程，以期了解生命活动的规律。
（3）生命现象的人工模拟：在观察、实验和科学假设的基础上，以等效或近似的人工模型模拟生命过程，以求达到对生命现象的了解和预测。
一、观察与描述
观察与描述是研究生命现象的最基本的方法。观察可以是针对大尺度的生态行为来进行，也可以对生命的细小部分借助仪器（如显微镜）来完成，可以对生命的活体过程进行观察（如胚胎发育过程），也可以将生命杀死固定并用特定方法（如染色、同位素标记）显示生命的瞬间结构和理化状态。这些观察的结果往往要经数据和资料的分析或再处理后才能得到对生命真实过程的了解。人们对生命现象的认识大量来自于观察，例如物种的生态分布和地域、季节的迁移，胚胎的发育过程，细胞分裂时的染色体行为变化、细胞的超微结构等。
生命由自己的原理和定义，也有它的推导法则。但是生命现象是如此的复杂，观察与描述的任务就显得格外突出，没有这一步，人们不可能进入对生命深刻认识的阶段。
科学观察的基本要求是客观的反映可观察的事物，并且是可以检验的。观察结果必须是可以重复的。只有可重复的结果才是可以检验的，从而才是可靠的结果。
观察需要有科学知识。如果没有必要的科学知识，就说不上科学的观察。科学的观察应该是从看热闹中逐渐深入而发现其中的“门道”。但是另一方面，观察切不可为原有的知识所束缚。当原有的知识和观察到的事实发生矛盾时，只要观察的结果是客观的而不是主观揣测的，那就说明原有知识不完全或有错误，此时就应修正原有知识而不应囿于原有知识而抹杀事实。做科学观察时既要尊重已有的成果，又不能受已有成果的限制。只有不断地修正观察的事实，才能使认识更接近于事实。
二、生物学实验
人们通常说的生物学实验实质上是一种人为条件控制下的生命过程的再现，这是生命科学研究的另一种要方法。这一方法可以在条件控制的情况下，针对性地再现或阻定特定的生命过程，它的最大的优点是可以使人们对生命的机制过程有进一步的了解，生物实验设计是一项理论性、技巧性很高的工作。
生物实验设计的一个重要内容是对照组的设置，即在维持各种条件同一而仅单一因素改变的情况下，检查它对生命过程的影响。
实验方法在当今生命科学研究中占有着优势的比例和重要的地位。一个好的实验的完成依赖于许多的因素，除了仪器设备、药品、资料的方便获得等条件外，实验者的素质条件也是很重要的。实验者除了应该具有必要的生物学知识、及时掌握有关的研究动态，还要有精密的实验设计和敏锐的观察能力，要有良好的动手操作和分析归纳能力，更要有顽强不懈的意志修养。
三、生命现象的人工模拟
人工模拟生命是又一类型的生物学研究方法。在生物学研究中广泛应用的，建立各种实验模型的方法就是对生命过程的一种模拟。无论是物理的、化学的、还是数学的以至诸如经济学的方法和手段，都可以在一定的程度上借鉴用来模拟生命现象。
近年来也常用计算机手段直接模拟、探索思维活动规律的研究，如将生物信息输入计算机来分析高级神经活动的规律；函数化了的数学模型可以模拟许多生态结构变化的动力学过程，从而提示我们生态变迁的可能性并给出对她的预测；用计算机模拟生物生长发育过程的“实验”也有报道，实验者以生物发育过程中特定成分（如钙离子）浓度的分布为指标，在给定初始条件、作用法则和生长限定的情况下，通过计算机运算的迭代操作，直观地显现了一幅生动的伞藻顶端生长发育的画面，揭示了这一过程的动力学成因（B.Goodwin，1994年）；用模拟远古地球表面可能存在的物理和化学环境的办法，在反映瓶里观察到简单的化学组成成分可以产生出多种重要的生物大分子（S.Miller，1953年）；用NK模型，即考察在对环境适应的过程中引起生物有序改变的内在总体因素（包括基因、蛋白质及其他）和他们之间的相互制约性来研究生命计划汇总的有序起源（S.A.Kauffman，1993年）等。
值得注意的是，近年已经开始选取生物材料模拟生命复杂动力学过程的尝试，例如在实验室里给出一定的促使生物发生系统改变和再自组织过程发生的条件，观察生物的“进化”潜能和模式，这一方法自然有着十分重要的理论和现实意义。
1.我国在克隆技术方面取得的成就
我国的克隆技术方面成就喜人。早在80年代末就已克隆出一只兔子，1991年西北农业大学发育研究所与江苏农学院克隆羊成功，1993年中科院发育生物研究所与扬州大学农学院共同克隆出一批山羊，扬州大学的体细胞克隆技术及新型的“制备”技术，不仅把我国哺乳动物的克隆技术推进到可以采用体细胞产生克隆家畜的无性繁殖阶段，而且还可使这种转基因山羊在短期内扩展成一个群体。1995年华南师大和广西农大合作克隆出牛，1996年中国农科院畜牧研究所克隆牛获得成功。
我国科学家已成功复制了羊颅骨、鸡肌腱和猪关节软骨等组织，这意味着复制人体组织器官研究已进入了一个新阶段。我国的组织器官复制研究即将进入临床实验，人体组织器官复制阶段将在3～5年内将取得更大突破。
我国目前已掌握了脐血干细胞分离、纯化、冷冻以及复苏的技术。那时病人只要移植有自我修复功能的干细胞就可治病。中国干细胞的科研人员已利用干细胞技术克隆出人体组织。军事医学科学院已体外克隆出了人骨、血液、神经和皮肤等组织，接下来的工作便是克隆更复杂的器官。第一批被列入克隆计划的器官是血管、食道和膀胱。
我国在“治疗性克隆”研究领域已获得重大突破，如果研究工作开展顺利的话，几年后就可以克隆出能够应用的人体器官。上海市转基因研究中心有望在3～5年内成功克隆人体器官，以替代人体受损的器官。我国科学家在国际上首次完成了人类下丘脑－垂体－肾上腺轴这一神经内分泌重要系统的基因表达谱的绘制，同时在下丘脑－垂体－肾上腺轴克隆了200条人类新基因，这表明我国在人类功能基因的大规模研究方面获得重要进展。
中国科学院发育生物学研究所研究人员与法国国家农艺学研究所专家合作发明了一种简单高效的成年动物体细胞克隆新技术，并利用它成功地培育出克隆鼠。它利用显微操作技术将植入过程中在卵细胞膜上造成的破损结构切除，既不需要使用培育多利羊的电融合方法，也不需要使用脉冲装置，便可高效地在不对卵细胞核染色的情况下去除卵细胞核，并直接将供体细胞核注入到去核卵细胞中，这样使克隆胚胎受到的损害降至最小。
哈尔滨工业大学的科研人员在世界上首次克隆出鸡肌肉生长的抑制基因。四川碧峰峡生态动物园，正准备进行克隆大熊猫的工作。如果大熊猫一旦克隆成功，将对挽救这一濒临灭绝的物种做出巨大的贡献，同时也将为其他濒危动物的基因研究提供宝贵的经验。云南大学运用中空纤维反应器技术、抗体纯化技术、免疫层析胶体金显色技术、试纸膜材纸材筛选搭配技术等成功地掌握了从单克隆抗体规模化生产到自主开发生产单抗快速诊断试纸的全套技术，将开发前列腺癌、乙肝、丙肝、性病、艾滋病、重大胎儿缺陷等疾病的快速诊断试纸。一系列单克隆抗体生殖健康诊断试纸已在云南陆续投放市场，这标志我国的单克隆抗体技术实现了突破并进入实用阶段。我国科学家成功克隆了遗传性乳光牙本质II型病的基因，为遗传性乳光牙II型病的诊断和治疗带来希望，标志我国在人类遗传病基因克隆方面的研究取得重大进展。三峡植物园珍稀优良林木无性快速繁育技术攻关已取得阶段性显著成果，运用现代生物技术繁育的猕猴桃、非洲菊、芦荟、彩色马蹄莲等花草树木长势良好，珙桐、秃杉、木莲等珍稀濒危植物的“克隆”工程也展开。
中国克隆动物基地在中国国家级农业高新技术产业示范区杨凌成立，这一基地将充分利用克隆技术培育养殖牛、羊良种，并进行深加工，瞄准国际生物高科技前沿并进行研究、开发和产业化攻关。
2.孟德尔为什么会取得成功？孟德尔之所以能发现遗传因子的分离规律和自由组合规律，其成功的原因有：（1）选择了适合的实验材料——豌豆。豌豆的一些品种具有好些易于区分的相对性状，如种子的圆形与皱缩、植株的高茎与矮茎等等。以豌豆作为杂交实验材料，还有一个显著的优点：豌豆是自花授粉植物，而且是闭花授粉（花在尚未开放时已完成了授粉），能避免外来花粉混杂。因此，用豌豆作为杂交实验材料，结果既可靠又容易分析。豌豆能产生较多的种子，便于收集数据进行分析。豌豆易于栽培，生长期短，也是豌豆作为实验材料的优点。（2）首先只研究一对性状，尽可能使问题简化，得到结果和结论后，再从简单到复杂，研究两对性状到多对性状。（3）孟德尔把数学统计方法应用到遗传分析中。观察群体，将数学统计方法用于遗传分析是孟德尔的首创。这也是数学在生物学领域里的第一次突破。数学统计方法的应用，使实验结果能定量而准确地揭示本质。所以说，孟德尔对人类的贡献，不仅仅局限于遗传学领域，还表现在科学思想的方法论上。可以这样说，任何一个领域里的开创性人物，都必然是一位超越该领域的思想家，因为只有在方法论上出现突破，才能在旧领域上开拓新领域。孟德尔之后，遗传学领域里的重大成就中，有好几个都是与数学方法的成功应用有关。摩尔根发现遗传的连锁规律，几乎是直接继承了孟德尔的方法。
孟德尔揭示遗传规律的过程表明，在科学研究中取得成功，不仅需要有坚强的意志和持之以恒的探索精神，还需要有严谨求实的科学态度和正确的研究方法。
