当我们想要将食物更长久的保存起来时，我们便创造出了冰箱；当我们想更快更便捷的出行时，我们便创造了飞机、火车、汽车、自行车等交通工具；当我们想起远方的朋友时，拿起手中的电话，送去真诚的问候……
创造，无时不刻的伴随着人类文明的进程中，也许只是一个不经意的瞬间，就会让我们的生活变得更为美好。
从豌豆杂交到基因工程
孟德尔豌豆实验
进化论刚刚问世之初，被称为“现代遗传学之父”的奥地利人孟德尔刚开始进行豌豆实验。起初，孟德尔豌豆实验并不是有意为探索遗传规律而进行的。他的初衷是希望获得优良品种，只是在试验的过程中，发现了生物遗传的基本规律，逐步把重点转向了这个鲜为人知的课题，并得到了相应的数学关系式。人们称他的发现为“孟德尔第一定律”，这个定律揭示了生物遗传奥秘的基本规律。
豌豆的杂交实验从1856年至1864年共进行了8年。孟德尔将其研究的结果整理成论文《植物杂交试验》发表，当时未能引起学术界的重视，一直被埋没了35年之后，来自三个国家的三位学者同时独立地发现了孟德尔遗传定律。1900年，成为遗传学史乃至生物科学史上划时代的一年。从此，遗传学进入了孟德尔时代。
“核酸”的来源
1869年，瑞士生物学家米歇尔从脓细胞中提取到了一种富含磷元素的酸性化合物，因存在细胞核中而将它命名为“核质”。
“核酸”这一名词在米歇尔发现“核质”20年以后才正式启用。早期的研究仅将核酸看成细胞中的一般化学成分，没有人注意到它在生物体内的重要性。
转化因子
蛋白质的发现比核酸早30年，发展迅速。进入20世纪时，组成蛋白质的20种氨基酸中已有12种被发现，到1940年则全部被发现。1902年，德国化学家费歇尔提出氨基酸之间以肽链相连接而形成蛋白质的理论，1917年他合成了由15个甘氨酸和3个亮氨酸组成的18个肽的长链。有的科学家设想，如果核酸参与遗传作用，也必然是与蛋白质连在一起的核蛋白在起作用。因此，那时生物界普遍倾向于认为蛋白质是遗传信息的载体。
DNA的结构
1928年，美国科学家格里菲斯发现了核酸，他将核酸称为“转化因子”。1944年，美国细菌学家艾弗里在这方面做了大量的研究工作，发现了DNA（脱氧核糖核酸）。1953年克里克绘制出DNA的双螺旋线结构图。
奥地利生物化学家查加夫对核酸含量的重新测定取得了成果，他认为如果不同的生物种是由于DNA的不同而造成的，则DNA的结构必定十分复杂，否则难以适应生物界的多样性。他经过多次反复实验，结果表明，DNA分子中的碱基是配对存在的，并为探索DNA分子结构提供了重要的线索和依据。
DNA双螺旋结构被发现后，极大地震动了学术界，启发了人们的思想。从此，人们以遗传学为中心开展了大量的分子生物学的研究。1967年，遗传密码全部被破解，基因从而在DNA分子水平上得到新的概念。它表明：基因实际上就是控制生物性状的遗传物质的功能单位和结构单位。在这个单位片段上的许多核苷酸不是任意排列的，而是以有含意的密码顺序排列的，基因对性状的控制是通过DNA控制蛋白质的合成来实现的。
DNA双螺旋结构模型的提出，则是开启生命科学新阶段的又一座里程碑。由此，人类开始进入改造、设计生命的征程。
基因工程
1971年，美国微生物学家内森斯和史密斯在细胞中发现了一种“限制性核酸内切酶”，这种酶能在DNA上核苷酸的特定连接处以特定的方式把DNA双链切开。此外，他们又发现了另一种“DNA连接酶”，这种酶能把两股DNA重新连接起来，从而为干预生物体的遗传物质，改造生物体的遗传特性，直至创造新生命的类型奠定了物质基础。在这样的科学背景下，基因工程应运而生了。
1973~1974年，美国斯坦福大学教授科恩领导他的小组，先后三次对大肠杆菌进行了DNA重组实验，均获得了成功。之后，科恩教授以DNA重组技术发明人的身份向美国专利局申报了世界上第一个基因工程的技术专利。
由科恩为首的科研小组首次取得成功的基因工程的研究，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。科恩的专利也同样标志着人类确实可以以自己的意愿、目的，定向地改造生物的遗传特性，甚至创造新的生命类型。科恩的专利技术引起了全球轰动，在短短几年中，世界上许多国家的上百个实验室开展了基因工程的研究。
用基因工程创造新生物的最大优越性是可以在短期内培育出新的生物类型，而且可以由基因工程创造的新生物生产人们期望的生物产品。除了生长激素抑制因子外，还有如胰岛素、干扰素等，都可以用基因工程的方法获得。
最不可思议的发明——克隆技术
什么是无性繁殖
在动物界也有无性繁殖，不过多见于非脊椎动物，如原生动物的分裂繁殖、尾索类动物的出芽生殖等。但对于高级动物，在自然条件下，一般只能进行有性繁殖，所以要使其进行无性繁殖，科学家必须经过一系列复杂的操作程序。
英国和其他国家在20世纪80年代后期开始利用胚胎细胞作为供体，研究“克隆”哺乳动物。
1997年2月23日，英国爱丁堡罗斯林研究所的科学家宣布，他们的研究小组利用山羊的体细胞成功地“克隆”出一只基因结构与供体完全相同的小羊“多莉”，世界舆论为之哗然。“多莉”的特别之处在于新生命的诞生没有精子的参与。研究人员先将一个绵羊卵细胞中的遗传物质吸出去，使其变成空壳，然后从一只6岁的母羊身上取出一个乳腺细胞，将其中的遗传物质注入卵细胞空壳中。这样就得到了一个含有新的遗传物质但却没有受过精的卵细胞。这一经过改造的卵细胞分裂、增殖形成胚胎，再被植入另一只母羊子宫内，随着母羊的成功分娩，“多莉”来到了世界。
克隆定义
克隆是从英文“clone”音译过来的，意思是“无性繁殖”。简单讲，就是一种人工诱导的无性繁殖方式。但克隆与无性繁殖是不同的。无性繁殖是指不经过雌雄两性生殖细胞的结合，只由一个生物体产生后代的生殖方式，常见的有孢子生殖、出芽生殖和分裂生殖。
克隆的基本过程是先将含有遗传物质的供体细胞核移植到去除了细胞核的卵细胞中，利用微电流刺激等使两者融合为一体，然后促使这一新细胞分裂繁殖发育成胚胎，当胚胎发育到一定程度后，再被植入动物子宫中使动物怀孕，便可产下与提供细胞者基因相同的动物。这一过程中如果对供体细胞进行基因改造，那么无性繁殖的动物后代基因就会发生相同的变化。
春天里，人们剪下植物枝条，插到土里，不久就会发芽，长出新的植株，这些植株是遗传物质组成完全相同的植株，这就是“克隆”。还有将马铃薯等植物的块茎切成许多小块进行繁殖，由此而长出的后代也是“克隆”。所有这些都是植物的无性繁殖，或称为“克隆”，它非常普遍。
潘多拉的魔盒
克隆人，真的如潘多拉盒子里的魔鬼一样可怕吗？实际上，人们不能接受克隆人实验的最主要原因，在于传统伦理道德观念的阻碍。千百年来，人类一直遵循着有性繁殖方式，而克隆人却是实验室里的产物，是在人为操纵下制造出来的生命。
尤其在西方，“抛弃了上帝，拆离了亚当与夏娃”的克隆，更是遭到了许多宗教组织的反对。而且，克隆人与被克隆人之间的关系也有悖于传统的由血缘确定亲缘的伦理方式。所有这些，都使得克隆人无法在人类传统伦理道德里找到合适的安身之地。
但是，正如科学家所言：“克隆人出现的伦理问题应该正视，但没有理由因此而反对科技的进步”。人类社会自身的发展告诉我们，科技带动人们的观念更新是历史的进步，而以陈旧的观念来束缚科技发展，则是僵化。
克隆技术成功的实践意义
1.应用克隆技术，繁殖优良物种。
2.建造动物药厂，制造药物蛋白。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。
3.建立实验动物模型，探索人类发病规律。
4.克隆异种纯系动物，提供移植器官。
5.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。
预防小儿麻痹——脊髓灰质炎疫苗
小儿麻痹症
小儿麻痹症，是生活中很常见的一种症状，其主要病因是因为病毒通过口咽部进入体内，因其耐酸故可在胃液中生存，并在肠粘膜上皮细胞和局部淋巴组织中增殖，同时向外排出病毒，此时如机体免疫反应强，病毒可被消除，为隐性感染；否则病毒经淋巴进入血循环，形成第一次病毒血症，进而扩散至全身淋巴组织中增殖，出现发热等症状，如果病毒未侵犯神经系统，机体免疫系统又能清除病毒，患者不出现神经系统症状，即为顿挫型；病毒大量增殖后可再次入血，形成第二次病毒血症，此时病毒可突破血脑屏障侵犯中枢神经系统，故约有1%患者有典型临床表现，其中轻者有神经系统症状而无瘫痪，重者发生瘫痪，也就是我们日常见到的小儿麻痹症的严重患者。
流行原因
这里我们所说的病毒就是脊髓灰质炎病毒，这种病毒属于小核糖核酸病毒科的肠道病毒，病毒呈球形，直径约20～30纳米，核衣壳为立体对称20面体，无包膜。根据抗原不同可分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型，Ⅰ型易引起瘫痪，各型间很少交叉免疫。脊髓灰质炎病毒对外界因素抵抗力较强，但加热至56摄氏度以上或有添加甲醛、2%碘酊、升汞和各种氧化剂如双氧水、漂白粉、高锰酸钾等，均能使其灭亡。
发现疫苗
1936年时，纽约大学的研究助理莫里斯·布罗迪利用猴子的脊髓作为病毒生长环境，并以甲醛杀死病毒，以制成脊髓灰质炎疫苗。由于难以获得足量的病毒，使其尝试刚开始就受到阻碍。在测试疫苗时，布罗迪首先以自己和多位助手来作实验，接着再将疫苗接种于3000名儿童，其中多人出现了过敏反应，且没有出现免疫作用。费城的病理学家约翰·科勒默也在同年宣称研发出疫苗，不但同样没有使人免疫的能力，还造成了多名死亡案例。
到了1948年，由约翰·富兰克林·恩德斯所领导的波士顿儿童医院团队，在实验室的人体组织中成功培养出脊髓灰质炎病毒。恩德斯与同事托马斯·哈克尔·韦勒和弗雷德里克·查普曼·罗宾斯也因这项贡献而获得1954年的诺贝尔生理学或医学奖。
美国在1952年与1953年，分别增加了5万8000与3万5000个病例，高于先前每年约2万人的增加速度。当时在纽约莱德利实验室的希拉里·柯普洛夫斯基曾宣称在1950年成首先成功研发疫苗，不过直到沙克疫苗投入市场后5年，他的疫苗才正式脱离研究阶段。此外，沙宾疫苗研发时所用的减毒性病毒样本，也是由柯普洛夫斯基所提供，但他自己的疫苗因为部分会恢复致病性而失败。
沙克疫苗
第一种有效的疫苗，是匹兹堡大学的约纳斯·沙克在1952年研发完成，这种疫苗称为“去活化脊髓灰质炎疫苗”，又称“沙克疫苗”。这种疫苗是利用3种血清型的致病性病毒株所研发。这些病毒首先培养于一种称为绿猴肾细胞的猴子肾脏组织，之后再以福马林处理使其失去活性。
1954年，疫苗于宾州匹兹堡的阿森纳小学与华生儿童之家展开试验。之后又在汤玛斯·弗朗西斯的领导下，进行了一场称为弗朗西斯实测的大规模试验工作，一开始是在维吉尼亚州的麦克林进行，对当地富兰克林·谢尔曼小学的大约4000名儿童进行接种；最后在美国的44个州中，总共有大约180万名儿童受试。测试中约有440，000位儿童接受了一次以上的疫苗注射；另有210，000位儿童接受由培养基制成的安慰剂；对照组则是由120万名无接受疫苗的儿童构成，并研究观察他们是否受到脊髓灰质炎的感染。结果发表于1955年4月12日，这场测试显示沙克疫苗在对抗PV1方面有60%到70%的效果；而对抗PV2与PV3的效果则达到90%以上。
沙克疫苗在1955年获得许可，到了1957年时，美国一年所增加的脊髓灰质炎病例减少到5600人。IPV疫苗在美国一直到1960年代仍广泛使用。强效型的IPV在1987年于美国通过许可，是目前全世界所用的疫苗之一。
牛痘接种法——远离“天花”的噩梦
天花的噩梦
每4名天花病人当中便有一人死亡，而剩余的3人却要留下丑陋的痘痕——天花，这是有人类历史以来就存在的可怕疾病。
在公元前1000年之前，保存下来的埃及木乃伊身上就有类似天花的痘痕。曾经不可一世的古罗马帝国相传就是因为天花的肆虐，无法加以遏制，以致国威日蹙。
若干世纪以来，天花的广泛流行使人们惊恐战栗，谈“虎”色变。
因为天花并不会宽容任何人，它同样无情地入侵宫廷、入侵农舍，任何民族、任何部落，不论爵位、不论年龄与性别，都逃脱不了天花的侵袭。
在欧洲曾经有一个国王的妻子患了天花，在临死前她请求丈夫满足她最后的愿望，她要求：假使全体御医不能挽救她的生命，那么就将他们全部处死。皇后终于死掉了，于是国王为了皇后的愿望便下令把御医全部用剑砍死。
英国史学家纪考莱把天花称为“死神的忠实帮凶”。他写道：“鼠疫或者其他疫病的死亡率固然很高，但是它的发生却是有限的。在人们的记忆中，它们在我们这里只不过发生了一两次。然而天花却接连不断地出现在我们中间，长期的恐怖使无病的人们苦恼不堪，即使有某些病人幸免于死，但在他们的脸上却永远留下了丑陋的痘痕。病愈的人们不仅是落得满脸痘痕，还有很多人甚至失去听觉，双目失明，或者染上了结核病。”
牛痘接种法的发明
在探索治疗天花的时候，人们逐渐发现有些人虽然患了天花却侥幸活了下来，这些人以后就再也不会染上天花。是什么原因使这些幸存者具有免疫性的呢？18世纪70年代的英国医生爱德华·琴纳试图揭开其中的谜团。
琴纳花了很长时间去研究患过天花的人的身体肌理，但发现他们除了皮肤上比其他人多些麻坑之外没有任何特别之处。琴纳顿感困惑，但他决心一定要将这个问题弄清楚。