一、催眠痛觉——麻醉剂的发明
麻醉剂是能引起麻醉现象的药物，多在施行外科手术时采用，分为全身麻醉、局部麻醉和脊髓麻醉三种。全身麻醉时多用乙醚、氯仿等，局部麻醉时多用可卡因、普鲁卡因等，此外如吗啡、鸦片等都可用做麻醉剂。
早在我国的东汉时期就已发现了“麻沸散”，这种麻醉剂，可使病人全身麻醉，从而进行手术治疗。“麻沸散”是我国古代医学家华佗发明的。他总结前人的经验，经过反复实践，发明了一种用酒冲服的麻醉剂。当为病人进行手术治疗时，就让病人用酒冲服“麻沸散”，很快就会使病人失去知觉而全身麻醉，然后进行手术，这种方法可以减轻病人的疼痛。据后人考证，麻沸散的主要成分可能是曼陀罗花（又名洋金花）。宋代窦材在《扁鹊心书》中载有麻醉剂“睡圣散”，方中说：“人难忍艾火炙痛，服此即昏不知痛，亦不伤人，山茄花，火麻花（即大麻）共为末，每服三钱，一服后即昏睡。”而明代朱棣等撰《普济方》则有“革乌散”，利用曼陀罗花使骨科病人入睡，手术时刀割，骨中拔箭头，都不会觉得痛。
华佗发明的“麻沸散”曾传到日本、朝鲜、摩洛哥等国。英国在1846年后，全身麻醉法才在外科手术中得到广泛的应用。
近代最早发明全身麻醉剂的人是19世纪初期的英国化学家戴维。有一天，他牙疼得厉害，当他走进一间充有“一氧化二氮”气体的房间时，牙齿忽然不感觉疼了。好奇心驱使戴维做了很多次试验，从而证明了一氧化二氮具有麻醉作用。因为戴维闻到这种气体时感到很爽快，于是称它为“笑气”。由于戴维不懂医学，他没有把这个发现公布于世。但这可能是西医使用的最早的麻醉剂。
近年来，随着生物物理的进展，已能凭借亚细胞结构的研究和药物极微量的测定，认识麻醉剂作用机理的根本在于暂时改变生物膜的性质。生物膜上有抗原、激素、神经介质、药物和细胞识别的各种受体，机体的许多感觉，味、视、嗅以及痛觉都与神经元突触上的膜受体有关。麻醉剂作用于中枢神经元突触膜上的疏水部分，暂时使膜上的脂层厚度改变，膜上的神经介质的受体（膜上的功能蛋白质）的构型改变，从而阻断了神经冲动的突触传导。由于麻醉剂的不同，作用于中枢神经的部位不完全相同，临床表现也不完全一样。
二、进入微观世界——显微镜的发明
显微镜是由一个透镜或几个透镜的组合构成的一种光学仪器，是人类进入原子时代的标志。主要用于放大微小物体成为人的肉眼所能看到的仪器。显微镜分光学显微镜和电子显微镜。
早在公元前1世纪，人们就已发现通过球形透明物体去观察微小物体时，可以使其放大成像。后来人们逐渐对球形玻璃表面能使物体放大成像的规律有了认识。
显微镜的发明可追溯到16世纪末期，一个荷兰眼镜制造商詹森。虽然相较于当今款式的显微镜来说，当时的显像和倍率都极为粗糙，但是詹森的显微镜在科学仪器发展史上却是一个根本性的突破。
詹森的父亲也是眼镜制造商，虽然人们将发明复式显微镜的美誉归于詹森，但大多数的历史学家都推测他父亲曾扮演着重要的角色，因为在16世纪90年代，詹森还是个十多岁的孩子。当时的人们刚开始广泛地使用眼镜，非常重视光学与透镜。
历史学家能将显微镜发明日期溯及16世纪90年代初期，主要归功于荷兰的一个外交官，他是詹森家族的老朋友，曾写了一封信给法国国王，详细叙述显微镜的起源。他描述一个垂直架在铜三角架上的仪器，底座是黑檀木制作的圆盘，一端是凹透镜，另一端为凸透镜；不同透镜的组合使此仪器可以折射光线，并将原来的样品影像放大数倍。
詹森早期的显微镜都没有留存下来，但一个博物馆却收藏着一部1595年的显微镜，上面刻有詹森的名字。它的设计有些不同，由三个管组成，其中两个是套管，可以滑进作为外管的第三个管内。这个显微镜是用手拿着，当观察样品要对焦时，可将套管滑进、滑出，当套管伸展到最长时，放大的影像可达原来样品的10倍。虽然詹森的发明很有创意，但此仪器还是经过了50年才广泛地为科学家所使用。
罗伯特·虎克是最早对显微镜的原始设计作出实质改进的人之一。虎克的显微镜和早期的望远镜有许多共同之处：眼杯用来维持眼睛和目镜之间的正确距离，对焦使用分开的套管，球窝接头用以托住倾斜的身体。至于光学方面，虎克使用双凸物镜，置放在鼻子上，加上一个目镜，一个管子或调整型透镜。但这样的组合导致透镜呈现出严重的色差与球形像差，得到的影像很不理想。于是，他设法在管道中间放置一个小隔膜，来降低周围的光线，使影像更明确，以改进所产生的像差，结果却造成非常暗的影像。因此，他将油灯的光通过充满水的玻璃，使光线扩散来照亮样品，可是得到的影像仍是模糊。
继虎克之后，荷兰著名微生物学家列文虎克制造出了更精密的显微镜。他从小就在杂货铺里当学徒。一天深夜，他偶然被隔壁眼镜店作坊的工匠磨制镜片的声音吸引住了。他突发奇想，要磨制一块“魔镜”，去看清许多用肉眼看不清、看不到的东西。最终他磨成了两块光亮精巧的透镜。他将镜片叠起来看鸡毛，只见一根鸡毛上被放大了的绒毛像树枝一样排列着。接着，他试着将重叠在一起的两块镜片间的距离上下变化，但镜片间距离的变化，直接影响了观察的效果。他又让铁匠打制了一个铁架和一个铁筒，将镜片固定在镜筒的两头，然后再固定在铁架上，就解决了这个问题。这样，列文虎克按照自己的设想所发明的第一架显微镜终于诞生了。几年之后，他又研制出多台更精致、更完美的显微镜。
进入20世纪，改良后的显微镜可以让显微镜家族在改变倍率时仍能对焦。由于分辨率、对比技术、荧光标示与数字影像等的大幅改进，和其他方面的创新，使得显微镜已在各个不同的领域如化学、物理、材料科学、微电子方面都掀起了革命。
如今，人们已经可以在自然的环境下实时执行活细胞的荧光显微镜操作，佛罗里达州立大学的科学家更将显微镜应用于最初所观察的事物上，将此精密的仪器对；隹每日所使用的普通物品，如汉堡包和薯条，翔实地观察麦粒的薄片、洋葱的组织、马铃薯的粉粒和结成晶体的乳酪蛋白质。
三、医生的助手——注射器
我们的身体像一台复杂的机器，当它不能正常运转时，就应及时到医院就诊。有时，医生会开一种针剂药物，它能更快、更有效地使病人好起来。这时，就需要一种输液装置把它输入病人的体内，这就是注射器。
公元前1世纪末期，古印度的外科学已达到了相当高的水平，外科医生拥有大量的外科器械，其中就包括注射器。这些器具全部用淬过火的铁、钢或者其他合适的金属制成。
关于注射器比较确切的记载始于公元2世纪古罗马医生盖伦对白内障摘除术的描述：将针式注射器插入晶状体并将细针推过针管，就能够破碎白内障。把细针拔出后，外科医生便用针管吸出碎片并对晶状体进行清理。这一描述证明了当时的眼科医生已经开始用制作极为精良的器械着手工作了。
15世纪时，意大利人卡蒂内尔曾提出过注射器的原理，1657年英国人博伊尔和雷恩进行了第一次人体试验。法国国王路易十六的外科医生阿贝尔也曾设想出一种活塞式注射器。
但这些注射器都只能通过人体自然的管道，或通过切开皮肤来进行注射。直到1853年，法国的普拉沃兹制成了一个能直接进行皮下注射的注射器。这个注射器是用白银制成的，容量只有1毫升，在注射器的末端安上了一个很细的中空针头来代替细管，并用一根有螺纹的活塞棒，其外观跟现代的注射器已经很相似，形成了现代注射器的雏形。因此，尽管在普拉沃兹之前有人进行过这方面的实验，但大多数人还是认为普拉沃兹是注射器的真正发明者。
由于注射器能将药物直接注入体内，药效直接，大多数医生和患者都喜欢这种治病的方式，普拉沃兹也因此成为医疗器械史上值得纪念的科学家之一。
英国人弗格森是第一个使用玻璃注射器的人。玻璃注射器有很多好处，它透明度好，可以看到注射药物的情况，还能在玻璃管上刻上刻度。另外，金属针头可用煮沸法消毒以备再次使用。
如今，注射器的使用已经非常广泛，它们根据用途而有不同的式样和大小。现代医疗中普遍采用的是一种圆形空心长管，外有刻度，内配一个套筒。这种注射器大多用塑料制造，用一次即扔掉，大大减少了注射时发生感染的危险性。
此外，在打针的时候，肌肉所承受的疼痛令许多人无法忍受。20世纪90年代，英国的发明家克鲁克在一次偶然的机会中发明了无痛，注射器。
当时克鲁克正在研究一个文身仪器，实验过程中，仪器突然爆裂了，其中一个针状的金属飞了出去。找了很长的时间，克鲁克发现针状金属居然刺进了他的手臂，而他却一点都没有感觉。克鲁克在自己的手臂上反复进行了试验，经过3年的努力，终于研制出了无痛注射器。
无痛注射器的形状和手提电话差不多，现在已通过英国著名的丘吉尔医院痛楚研究中心的测试。无痛注射器的针头比传统的针头更光滑、硬直、尖细，这样可以不损伤毛细血管，甚至进出皮肤后也全无痕迹。无痛注射器利用压缩空气推动，下针的速度极快，由静止加速至每小时30千米，仅用二万分之一秒，可见速度惊人。它的出现免除了病人接受注射时的痛楚，深受广大患者的欢迎。
四、儿童游戏中诞生的科技——听诊器的发明
听诊器是医生们时刻不离身的诊断工具，它几乎成了医生的象证，然而听诊器是如何被发明的却鲜为人知。
19世纪的法国，医生给病人做检查时，需要把耳朵紧贴在病人的前胸，通过听心脏或肺部发出的声音来诊断病情。然而，如果遇到身体肥胖的病人，就不能准确地对症下药。有一位名叫雷奈克的医生对这样的情况很是苦恼。
有一次，他走在大街上，看见几个小孩子在用一根木头做游戏。在木头一端的小孩用一根普通的别针划着木头，另一个小孩则在木头另一端用耳朵听别针划出的声音。雷奈克突然有了灵感。
他赶紧回到病房，将一本软皮的书卷成圆筒状，然后把自己的耳朵贴近书筒的一端，书筒的另一端则放在病人的心脏部位。这时，雷奈克清晰地听到了心脏的搏动声，比以前直接用耳朵听更清晰。
雷奈克回到办公室后，一直坐在椅子上沉思，琢磨着怎样制作一个适用的听诊工具。经过几次设计和实践，最后他用一根大约长30厘米左右的杉木，将中间挖空，做成管状，管子的直径约为3厘米，管心直径只有0.5厘米宽。为了便于携带，他把这根管子分成两截，并把这个听诊器雏形称为“探胸器”。因为这个造型奇特的听诊器很像一只木笛，所以，当时的人们也把它称为“医者之笛”。
雷奈克用他的“探胸器”为病人听诊，听到了很多以前靠耳朵难以听清楚的声音，他分门别类地将这些不同的声音加以叙述，并且还为这些听到的声音起了名字。如果病人的支气管或肺部发炎，就能听到支气管痰呜音、肺部罗音等等。直到今日，医生们依然沿用雷奈克描叙的这些术语。
五、建全人体免疫力——疫苗的发明
疫苗（vaccine）是指用细菌、病毒、肿瘤细胞等制成的生物制品。习惯上将减毒的或灭活的病原微生物制品均称为疫苗。严格讲，由细菌制成的生物制品称为菌苗，而由病毒、立克次体、螺旋体等制成的生物制品称为疫苗。常用的疫苗有死疫苗和活疫苗之分。
疫苗是将病原微生物（如细菌、立克次体、病毒等）及其代谢产物，经过人工减毒、灭活或利用基因工程等方法制成的用于预防传染病的自动免疫制剂。它保留了病原菌刺激动物体免疫系统的特性。当动物体接触到这种不具伤害力的病原菌后，免疫系统便会产生一定的保护物质，如免疫激素、活性生理物质、特殊抗体等；当动物再次接触到这种病原菌时，动物体的免疫系统便会依循其原有的记忆，制造更多的保护物质来阻止病原菌的伤害。
疫苗有活疫苗和死疫苗之分。常用的活疫苗有麻疹疫苗、脊髓灰质炎疫苗、鼠疫疫苗、卡介苗，这些疫苗由毒力弱的活的病原微生物制成。当活疫苗接种到人体或动物体后，能在一定部位繁殖一段时期，但由于毒力弱，不会引起疾病，而能使人体或动物体产生免疫力。活疫苗用量少，副作用小，只需接种一次，缺点是不易保存。
活疫苗可通过以下两种方式获得：①从带菌者中间分离毒力弱的菌株；②通过人工培养，使微生物产生变异，从中获得毒力弱的菌株。鼠疫疫苗通过前一种方式获得；麻疹疫苗和卡介苗通过后一种方式获得。
卡介苗菌种是将一株有毒力的牛型结核分枝杆菌在牛胆汁马铃薯培养基上经过13年传代23代后获得的。死疫苗是通过对人工培养的微生物经物理的或化学的方法杀死后制成的。常用的死疫苗有伤寒疫苗、霍乱疫苗、乙型脑炎疫苗等。死疫苗用量较大，对人体的副作用也大，一般要少量多次接种，其优点是容易保存。
疫苗的发现可谓是人类发展史上具有里程碑意义的事件。因为从某种意义上来说人类繁衍生息的历史就是人类不断同疾病和自然灾害斗争的历史，控制传染性疾病最主要的手段就是预防，而接种疫苗被认为是最行之有效的措施。而事实证明也是如此，威胁人类几百年的天花病毒在牛痘疫苗出现后便被彻底消灭了，人类迎来了用疫苗挑战病毒的第一个胜利，使人类认识到疫苗对控制和消灭传染性疾病的重大作用。
此后200年间疫苗家族不断扩大发展，目前用于人类疾病防治的疫苗有20多种，根据技术特点分为传统疫苗和新型疫苗。传统疫苗主要包括减毒活疫苗和灭活疫苗，新型疫苗则以基因疫苗为主。
用人工免疫方法预防和控制传染病，是人类在同传染病作斗争中所取得的最为突出的成就。天花是利用人工免疫的方法消灭的第一个传染病，天花的消灭不仅解除了给人类带来的危害，而且也为控制、消除其他疾病提供了宝贵的经验。1889年微生物学家、化学家巴斯德发明了狂犬病疫苗，可使人抵御可怕的狂犬病。其他科学家应用巴斯德的基本思想先后发展出抵御许多种严重疾病的疫苗，如预防斑疹伤寒和脊髓灰质炎等疾病的疫苗。疫苗的发现可谓是人类发展史上具有里程碑意义的事件。
六、血液也有“压力”——血压计
医生们早已熟知身体虚弱的病人脉搏跳动微弱的事实，然而长期以来都无法对此做出准备的测量。自从有了血压计的诞生，人们可以准确地测量血压了。
英国医生哈尔斯可以说是研制血压计的第一人。1733年，哈尔斯把自己家里饲养的一匹最心爱的高头大马作为测试血压的对象。他将一根2.7米长的玻璃管与一根铜管的一端相连接，将铜管的另一端插入马颈部的动脉血管内，然后使玻璃管竖直，让血顺着玻璃管上升，这样测得马的血压为2.1米高。他注意到，随着心脏的跳动，血柱上升和下降5～10厘米。但显然，这样测量血压既不安全，也不方便，而且对血管的破坏非常严重，根本不适宜人类。
1854年，德国一位生理学家提出，可以通过体外测量阻止血流压力来代替直接从血管内测量血压，并据此设计出了一种带杠杆的测量血压装置，但这种装置相当笨重，使用起来也很不方便。
1896年，意大利物理学家里瓦罗基在哈尔斯测量马血压的试验基础上，又进行了深入的分析研究，经过大胆的试验，终于改制成了一种不破坏血管的血压计——裹臂式血压计。这种血压计由袖带、压力表和气球三个部分构成。袖带是一条可以环绕在手臂上、且能充气的长方形橡皮袋，它一端接在打气橡皮球上，另一端接到水银测压器或其他测压器装置上。
使用时，将橡皮袋环绕于上臂，然后将空气徐徐打人橡皮袋，压力升高到一定程度时，动脉血管被压扁，造成血液流动停止。然后，慢慢放气。当袖带压力低于心脏收缩排出血液产生的动脉压时，血液便开始恢复流动，用听诊器可听到脉搏跳动，此时水银柱显示出来的压力即为收缩压；当压力继续减少，直到不阻碍心脏舒张状态的血液畅通时，测得的数值即为舒张压。
显然，里瓦罗基的血压计要比哈尔斯测量血压的方法更科学、安全得多，后来经过进一步的改良，血压计被世界各国的医生广泛采用，成为了重要的血压诊断工具。
七、危急时刻的救命术——输血技术
手术时，输血可是急救和治疗的一项重要措施。它将血液或血液的某种成分输给病人，帮助病人补充血容量或增加血浆蛋白等成分的含量，达到改善循环或改变血液成分、提高血液带氧能力和增强抵抗力等目的。因此，输血技术对于医学发展来说。可算是至关重要的。
17世纪以后，欧洲许多医生都曾进行过输血试验，有的侥幸成功，但更多的则是导致被输血者严重反应甚至死亡，当时的人难解其因。到了1900年，奥地利裔美国病理学家兰茨泰纳在实验中注意到不同人的血液混合后有的会发生凝结，有的则不会。经研究，他发现人类血液可分为四种类型，不同血型之间抗原、抗体相互排斥，会导致凝血、溶血。人体内如果发生这种情况，就会危及生命。这一发现，揭开了输血术的篇章。
自从人们按照血型进行输血，就很少出现输血反应的现象了。但新的问题又产生了：偶尔会有多次输同型血后发生溶血的情况。1927年，兰茨泰纳与美国免疫学家菲利普·列文共同发现血液中的M、N和P因子，导致此后MNSS血型系统（多为M型、N型、MN型三种血型）的发展。后来，兰茨泰纳和英国医师威纳又共同发现了血液中的RH因子，从而比较科学、完整地解释了某些多次输同型血而发生的溶血症问题。这一发现导致了现代输血术的诞生，千百万人的生命也因此得以拯救。
输血有静脉输血和动脉输血两条途径，其中最常用和最方便的途径就是静脉输血。由于动脉输血有发生肢体缺血和动脉栓塞等并发症的危险，因此仅在特殊情况下采用。输血的途径要因人而异：对一般病人可选择较大的表浅静脉，如肘正中静脉、贵要静脉或大隐静脉等；而大出血病人则应立即用深静脉穿刺插管或加压输血器以保证输血的速度，在没有条件使用深静脉穿刺插管时可采用大隐静脉切开手术；幼儿常采用的是头皮静脉途径。
从上世纪50年代初期开始，医学家们陆续发明了从血液中分离红细胞、白细胞和血小板的技术。从而可以根据病人的需要，提取不同的血液成分，制成各种血液制品，如少浆血、代浆血、浓缩红细胞、洗涤红细胞、冰冻红细胞、少白细胞的红细胞悬液、血小板和白细胞浓缩液等。这种成分输血术成为输血术发展上的又一次革命。目前，在欧、美、日等发达国家和地区，成分输血的比例已高达70％～80％。
八、“抹”去影子——无影灯的发明
晚上我们在灯下写作业时会发现这样一个现象：刚写过的文字会被灯光下手所形成的阴影遮盖住，看上去就像把字写在灰色的纸面上一样。由此可见，手、笔等物体在灯光下形成的阴影都会一定程度地影响到我们的视线，为什么没有一种没有影子的灯呢？
假如把一个不透明的杯子放到桌上，再在旁边点燃一支蜡烛，杯子就会投下一个清晰的影子。如果点燃两支，就会形成两个相叠而不重合的影子。两影相叠的部分是全黑的，这就是本影；本影旁边只有一支蜡烛可照到的地方，就是半明半暗的半影。如果蜡烛的数目增多，本影部分就会逐渐缩小，半影部分则会出现很多层次。很显然，发光物体的面积越大，本影就越小。如果我们在周围点上一圈蜡烛，本影就会完全消失，半影也淡得几乎看不见了。这个实验，对于无影灯的发明有着重要的意义。
无影灯其实并不是真的完全没有影子，它只是减淡了本影，使本影不明显。仔细观察光下的影子，就会发现影子中部特别黑暗，四周稍浅。中部特别黑暗的部分是本影，四周灰暗的部分就是半影。这些现象的产生都和光的直线传播有密切关系。科学家将发光强度很大的灯在灯盘上排列成圆形，合成一个大面积的光源。这样，就能从不同角度把光线照射到手术台上，既保证手术视野有足够的亮度，同时，又不会产生明显的本影，所以称为无影灯。
手术无影灯是专门用来照明手术部位，以最佳地观察处于切口和不同深度小的、对比度低的物体。由于手术医师的头、手和器械均可能对手术部位造成干扰阴影，因而手术无影灯就应设计得能尽量消除阴影，并能将色彩失真降到最低的程度。此外，无影灯还必须能长时间地持续工作，并且不会散发出过量的热，因为过热会使病人感到不适，也会使处在外科手术区域中的组织变得干燥。
手术无影灯一般是由单个或多个灯头组成的。这些灯头通常是系定在悬臂上的，因此可以做垂直的或循环移动。悬臂通常连接在同定的结合器上，并能同着它旋转。无影灯一般还需要采用可以消毒的手柄做灵活定位，并具有自动刹车和停止功能，这样就可以操纵悬臂定位了。
无影灯一般是在患者需要手术部位的上面和周围，这样就可以保证医生手术拥有适当的空间了。因此，手柄的固定装置可以安置在天花板或墙壁上的固定点上，也可以安置在天花板的轨道上。这样一来，手术所需要的光亮就大大提高了。
九、看透人体的仪器——CT机
现在，CT在医院里已经得到了普遍应用，它的用途很广泛，检测效果也非常好，CT的发明将人类的医疗水平提高到了一个新的层次。你知道CT这种高精端的医疗设备是谁发明的吗？他是英国的电器工程师豪斯菲尔德。其实，与豪斯菲尔德同时期也有一个人在研制CT，他是开普敦大学的物理学讲师科马克。
科马克在研究中发现，医生在对放射剂量做计算时，是用同的标准对待人体的任何部位和器官的。本来，人体各个部位和器官的组成成分都不相同，按照相同的标准对待显然是不对的。所以，他认为只有先弄清X射线通过人体时，各个部位和器官对吸收射线的能力，才能改进这种不正确的做法。一旦获得这些信息后，再加以综合处理，一幅或一组人体的断层图像就能被勾画出来，用来诊断疾病。想到这里，科马克决定解决这个难题。
经过六年的研究，他于1963年制作出第一台CT机原型。他还发表了一篇有关人体不同组织对X射线吸收量的数学公式的论文。令人遗憾的是，科马克的研究成果并没有引起人们的重视。
当时的电器工程师豪斯菲尔德也在进行研究，同时他也独立发明制造了CT机。在研究过程中，X射线通过人体的现象启发了他的灵感，他想，可以从许多不同角度将人体对X射线的吸收系数测出来，然后利用计算机，将测量结果重新构成一张照片，这样就可能把人体各种组织器官区分开来。他的这个想法与科马克的思路是一样的。
CT的发明者科马克和豪斯菲尔德因在诊断技术的发展上取得重要成就，荣获了1979年的诺贝尔医学奖。CT的发明为人类带来了健康的福音，而CT的伟大发明者——科马克和豪斯菲尔德也被永久地载入了史册。
十、核磁共振成像技术
19世纪末期，伦琴发现了X射线。后来，科学家开始将x射线应用到生产生活当中，其中，CT机是我们所熟知的这方面的应用。不过，因为CT机对人体某些组织的成像度并不高，所以科学家们一直在寻找一种更加先进的成像技术，到了20世纪中期，核磁共振成像技术的诞生在一定程度上解决了这一难题。
核磁共振是一种核物理现象。我们都知道原子中有原子核，原子核会因为不稳定而变化，这个时候如果外部存在强磁场，那么原子核就会吸收特定频率的能量，就像共振一样。不同的原子，会吸收不同频率的能量，隔一段时间会将能量释放出来。根据原子吸收和释放的能量信号，科学家可以知道原子的分布。
1946年两位美国科学家布洛赫和珀塞尔发现，将具有奇数个核子（包括质子和中子）的原子核置于磁场中，再施加以特定频率的射频场，就会发生原子核吸收射频场能量的现象，这就是人们最初对核磁共振现象的认识。因为这项发现，1952年，两人获得了该年度的诺贝尔物理学奖。
人体内广泛存在氢原子核，这种原子核在磁场中受到激发时也会产生共振现象。停止激发后，氢原子核就要把吸收的能量释放出来，恢复到激发前的状态，这一恢复过程需要一定的时间，叫做弛豫时间。人体不同的组织，氢原子分布不同，其弛豫时间也存在差别。核磁共振成像即是将弛豫时间信号转换处理后形成图像的技术。通过该技术，医生即可了解患者的身体结构。
1969年，美国科学家达马迪安通过对核磁共振弛豫时间的研究，成功的将小鼠的癌细胞与正常组织细胞区分开来。1973年，物理学家保罗·劳特伯尔开发出了基于核磁共振现象的成像技术，并且应用他的设备成功地绘制出了一个活体蛤蜊的内部结构图像。此后，核磁共振成像技术日趋成熟，应用范围日益广泛，如今已经成为一项常规的医学检测手段。
磁共振成像设备包括两部分，一部分负责磁共振信号的产生和数据采集，设备包括磁铁、梯形线圈、供电部分和射频发射器；另一部分负责数据信息处理和图像显示，设备包括模拟转换器、计算机、磁盘与磁带机等。
与X射线透视技术和放射造影技术相比较，核磁共振成像技术对人体没有辐射影响；相对于超声探测技术，核磁共振成像更加清晰，能够显示更多细节；总体来说，核磁共振成像不仅仅能够显示有形的实体病变，而且还能够对脑、心、肝等功能性反应进行精确的判定。现在，该技术被广泛应用在帕金森氏症、阿尔茨海默氏症、癌症等疾病的诊断方面。
十一、器官也可以移植——器官移植技术
器官移植是指当代偿受者相应器官因致命性疾病而丧失功能时，将健康的器官移植到人体内使之迅速恢复功能的手术。若献出器官的供者和接受器官的受者是同一个人，则这种移植称自体移植；供者与受者虽非同一人，但供受者（即同卵双生子）有着完全相同的遗传素质。这种移植叫做同质移植。人与人之间的移植称为同种（异体）移植；不同种的动物间的移植（如将黑猩猩的心或狒狒的肝移植给人），属于异种移植。
据介绍，一个病人的死亡原因常常只是某个脏器损坏而非所有脏器都有问题。基于这一点考虑，器官移植手术的想法产生，通过做器官移植手术就可以使很多患者的生命延续下去。经过几代人的努力，1989年12月3日。美国的一位科学家实现了人类的这个梦想，世界首例肝心肾移植成功。
这一天，美国匹兹堡大学的一位器官移植专家，经过21个多小时的努力，成功地为一名患者进行了世界首例心脏、肝脏和肾脏多器官移植手术。这位名叫辛迪·马丁的妇女当时26岁，已经是第二次接受移植手术治疗。三年前她曾做过心脏移植手术，但她体内对移入的心脏产生了排斥反应。并患了肝炎和肾功能障碍。马丁第二次手术后情况正常。
迄今为止，全世界仅心、肝、肾人体三大器官的移植已经达到50万例。我国器官移植从20世纪60年代开始，虽然开展的时间比国外晚，但进展却很快。目前，器官移植面临的最大问题就是供体器官奇缺。
那么。到目前为止，哪些器官可以接受器官移植呢？
心脏。当病人出现心脏衰竭时，心脏移植是唯一的治疗方法。
肝脏。处于良性肝病末期，无法用传统内科手术治疗时，可以考虑肝脏移植。
肺脏。终末期良性肺部疾病的患者，经过传统内科治疗无法治愈时.可以考虑肺脏移植手术来改善身体状况。
肾脏。尿毒症患者可考虑肾脏移植。
胰脏。胰脏移植多数是与肾脏移植同时进行的，主要用于治疗晚期糖尿病、I型糖尿病和胰切除后糖尿病。
除了上述器官，尚有患有脾脏、小肠等也可以通过接受移植手术获得治愈。
器官移植并不是一个万无一失的手术，它也是有风险的。其成败的一个重要因素就是供、受双方的基因型是否“相配”。“基因相配”比例在兄弟姐妹、父母子女之间最高，因而移植成功率最高。另外，共同生活20年以上的夫妻，肾移植成功率也非常高。如果“相配”，器官移植将会很成功。反之，则失败。
十二、青霉素的发现
青霉素是医学史上第一种有效实用的抗菌素，它的发现标志着人类医学史进入了一个新的纪元。提起青霉素，我们自然会想起弗莱明，在弗莱明研制青霉素成功的鼓舞和启发下，世界各国的科学家纷纷进行研究实验，努力从各种微生物中寻找新的抗菌素。
20世纪，医药科技突飞猛进，科学家和工程师们发明和创造了数以千计的药物，大大地延长了人类的平均寿命并提高了人类的生活质量。随着科技的进步，这些药物也不断地更新换代。不过有一种药物至今对大多数人仍是抗感染的首选药物，它就是第一种被大量生产的抗生素——青霉素。青霉素是一种高效、低毒、临床应用广泛的重要抗生素。它的研制成功大大增强了人类抵抗细菌性感染的能力，开创了用抗生素治疗疾病的新纪元。通过多年的完善，青霉素针剂和口服青霉素已能分别治疗肺炎、肺结核、脑膜炎、心内膜炎、白喉、炭疽等病。
青霉素的发现者是英国科学家亚历山大·弗莱明。弗莱明出生在苏格兰的亚尔郡，他的父亲是个勤俭诚实的农夫，生了8个孩子，弗莱明是最小的一个。由于家道中落，他不能完成高等教育，16岁便要出来谋生；在20岁那年，承受了姑母的一笔遗产，才可以继续学业。弗莱明25岁医学院毕业之后，便一直从事医学研究工作。1928年，弗莱明在伦敦大学讲解细菌学，无意中发现青霉菌有杀菌作用，就对青霉素进行了系统地研究。在第二次世界大战期间，青霉素救活了无数人的生命。由于弗莱明发明了青霉素，这使他在全世界赢得了25个名誉学位、15个城市的荣誉市民称号以及其他140多项荣誉，其中包括诺贝尔医学奖。
1928年9月的一天早晨，在英国伦敦圣玛丽医院工作的弗莱明在实验室逐个检查培养器皿中细菌的变化。当他来到窗户边的一只培养器皿前的时候，发现这一只贴有葡萄状球菌标签的培养器皿里，所盛放的养料发了霉，长出一团青色的霉花，而原来生长的葡萄状球菌消失了。几天后，弗莱明将这种青霉菌进行了试验：用一根线蘸上溶了水的葡萄状球菌，放到青霉菌的培养器皿中，几小时后，葡萄状球菌全部死亡。接着，他分别把带有白喉菌、肺炎菌、链状球菌、炭疽菌的线放进去，这些细菌也很快死亡。后来，弗莱明又把青霉菌液体注射进兔子的血管，结果发现兔子安然无恙，这就证明青霉菌液体没有毒性。
从青霉菌溶液中提炼出青霉素，成了弗莱明面临的重大难题。直到后来，德国化学家钱恩解决了青霉素的提纯问题，病理学教授弗洛里也加入到提炼青霉素的行列。于是，青霉素的生产被推向了工业化道路，为了表彰这一造福人类的贡献，弗莱明、钱恩和弗洛里于1945年共同获得诺贝尔医学奖或生理学奖。
十三、胰岛素的发明
胰岛素是胰腺分泌的一种激素，能促进肝脏和肌肉内动物淀粉的生成，加速组织中葡萄糖的氧化和利用，从而调节体内血糖的含量。胰岛素还能增进脂肪的贮藏以及促进氨基酸合成蛋白质。胰岛素分泌量降低时就会引起糖尿病。
20世纪20年代，加拿大多伦多大学医学院教授班廷和他的学生贝斯特，在糖类代谢专家麦克劳德的协助下，第一次从狗的胰腺中提取了胰岛素，并注射到另一只因摘除胰腺而得了糖尿病的狗体内，那只狗的血糖很快恢复到正常水平。1922年1月11日，班廷首次为14岁的糖尿病患者汤普森注射胰岛素。随着胰岛素使用剂量的增加，汤普森成为依靠胰岛素活下来的世界第一人。1923年，胰岛素开始大批量生产。由于糖尿病具有易染性和能遗传的特点，所以此病患者的数量持续增加，对胰岛素的需求与日俱增。1965年，我国科学家成功发明了人工合成胰岛素。这是世界上第一次用人工方法合成一种具有生物活性的蛋白质。如今，胰岛素不论是天然的，还是人工合成的，依然是众多糖尿病患者不可缺少的药物。
胰岛素的主要作用是促进糖、脂肪的合成与贮存，促进蛋白质、核酸的合成，因此是促进合成代谢的激素。其具体作用为：加速葡萄糖的利用和抑制葡萄糖的生成，使血糖的去路增加而来源减少，于是血糖降低；促进脂肪的合成和贮存，抑制脂肪的分解，并促进糖的利用；能够促进蛋白质的合成，阻止蛋白质的分解；促进脱氧核糖核酸（DNA）、核糖核酸（RNA）及三磷酸腺苷（ATP）的合成。另外，葡萄糖在红细胞及脑细胞膜的进出，葡萄糖在肾小管的重吸收以及小肠黏膜上皮细胞对葡萄糖的吸收，都不受胰岛素的影响。
胰岛素的种类很多，依其作用持续的时间长短可分为短效、中效和长效三类。短效作用持续时间为5—7小时。一般在糖尿病患者急性代谢紊乱时应用静脉滴注短效胰岛素。中效作用持续时闻为18～24小时。长效作用持续时间为28～36小时。根据来源可分为牛胰岛素、猪胰岛素和人胰岛素三类。牛胰岛素：自牛胰腺提取而来，分子结构有三个氨基酸与人胰岛素不同，疗效稍差，容易发生过敏或胰岛素抵抗。猪胰岛素：自猪胰腺提取而来，分子中仅有一个氨基酸与人胰岛素不同，因此疗效比牛胰岛素好，副作用也比牛胰岛素少。人胰岛素：人胰岛素并非从人的胰腺提取而来，而是通过基因工程生产，纯度更高，副作用更少，但价格较贵。
十四、生产人体的零件——人造器官技术
机械的修理厂内，货柜上常常摆满待用的零件。当修理师傅发现机械的哪一部分需要更换时，便可以用其他效果好的零件进行代替。那么，同样是“检查疾病”，在医院中，能否也可以让医生顺手取用一些“身体零件”，来给患者使用？这个在以前被认定为“不可思议”的想法，到了今天，已经得到了初步的实现。
人造器官是用物理的、化学的或生物的手段人工制造的器官。用人造器官来代替病损器官即可达到一定的治疗目的。按照材料的不同，人造器官可分为机械性人造器官，即完全用没有生物活性的高分子材料的仿造器官；半机械性半生物性人造器官，即将电子技术与生物技术结合起来制造的器；生物性人造器官，即利用细胞或组织制造的器官。
克隆技术的发展，使科学家通过从患者身上提取细胞，制造相应的组织和器官成为了可能。这种人体器官所用的细胞因为来自患者自身，所以不会产生免疫排斥等副作用。如果这项研究进展顺利，那么便会给白血病、帕金森氏症、心脏病和癌症等疾病的患者带来新的福音。
人造血管于20世纪50年代研制成功。这种血管利用尼龙、涤纶、天然桑蚕丝等原料织造而成，织造的方法有针织、机织等。随着纳米技术、生物技术的提高，到今天，这种人造血管无论是在材料上，还是功能上，已经取得了一定地改善，比如，有的人造血管具有疏导血液流通的功能，有的甚至可以随人体脉搏跳动。
人工心脏指人工制造的、能够代替病患心脏行使正常生理机能的装置。目前，科学家已经制造出大小、形状与心包腔相匹配，可以原位植入患者体内，并能产生足够血流量维持循环功能的人工心脏，人工心脏的跳动与天然心脏类似，有的使用电池提供能源。
人造皮肤是用体外人工研制的皮肤代用品来修复、替代缺损皮肤组织的人工组织。通过使用这种“皮肤”，一定程度上可以防止受伤创面的感染以及促进新皮成长。人造肌肉是一种利用新型智能高分子材料等原料制成的人工组织。目前，一些人工肌肉在伸缩、弯曲等功能方面已经和自然肌肉十分接近。
十五、“种瓜得瓜”的秘密——遗传物质的发现
自从孟德尔的遗传规律被重新发现以后，人们又有这样的疑问：遗传因子是不是一种物质实体？于是，人们展开了对核酸和蛋白质的研究。肺炎双球菌的转化实验证明了DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质。噬菌体侵染细菌的实验则是进一步证明，更直接、更具有说服力。
自从瑞士化学家米歇尔发现了核素，德国化学家霍佩·塞勒又用酵母做实验，证明了米歇尔对细胞核内物质的发现是正确的。后来，人们发现核素呈酸性，因此改叫“核酸”。从此人们对核酸进行了一系列卓有成效的研究。由于“四核苷酸假说”的提出，在一定程度上影响了人们对核酸功能的认识。人们认为，虽然核酸存在于重要的结构——细胞核中，但它的结构太简单，很难设想它能在遗传过程中起什么作用。于是，一场核酸和蛋白质谁才是遗传信息的载体的论证开始了。
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，到了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。于是，有的科学家设想，很可能是蛋白质在遗传中起主要作用。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性地认为蛋白质是遗传信息的载体。
1928年，美国科学家格里菲斯用一种有荚膜、毒性强的和一种无荚膜、毒性弱的肺炎双球菌对老鼠做实验。他把有荚病菌用高温杀死后与无荚的活病菌一起注入老鼠体内，结果他发现老鼠很快发病死亡，同时他从老鼠的血液中分离出了活的有荚病菌。这说明无荚菌竟从死的有荚菌中获得了什么物质，使无荚菌转化为有荚菌。格里菲斯又在试管中做实验，发现把死了的有荚膜菌与活的无英膜菌同时放在试管中培养，无荚膜菌全部变成了有荚膜菌，并发现使无荚膜菌长出蛋白质荚膜的就是已死的有荚膜菌壳中遗留的核酸。格里菲斯称该核酸为“转化因子”。后来，美国细菌学家艾弗里证实了“转化因子”是DNA。但这个发现没有得到广泛的承认。
美籍德国科学家德尔布吕克的噬菌体小组对艾弗里的发现坚信不移。1952年，噬菌体小组主要成员赫尔希和他的学生蔡斯用先进的同位素标记技术，做噬菌体侵染大肠杆菌的实验。他把大肠杆菌T2噬菌体的核酸标记上32P，蛋白质外壳标记上35S。先用标记了的T2噬菌体感染大肠杆菌，然后加以分离，结果噬菌体将带35S标记的空壳留在大肠杆菌外面，只有噬菌体内部带有32P标记的核酸全部注入大肠杆菌，并在大肠杆菌内成功地进行噬菌体的繁殖。这个实验证明DNA有传递遗传信息的功能，而蛋白质则是南DNA的指令合成的。这一结果立即为学术界所接受。
十六、喂养人类的科技——杂交水稻
2001年2月19日，我国的袁隆平院士荣获首届“国家最高科学技术奖”。之所以得奖，是因为在他带领下实现的“三系”配套，培育出了具有旺盛的生长优势和产量优势的优良杂交水稻组合，它们以强大的生命力为社会创造了惊人的经济效益，从此宣告了我国籼型杂交水稻培育成功。
杂种优势作为一种生物界普遍存在的现象，它是指杂交子代在生长活力、育性和种子产量等方面都优于双亲均值的现象。例如不同品系、不同品种、甚至不同种属间进行杂交所得到的杂种一代往往比它的双亲表现出更强大的生长速率和代谢功能，从而导致器官发达、体型增大、产量提高，或者表现在抗病、抗虫、抗逆力、成活力、生殖力、生存力等方面的提高。20世纪70年代中期起，中国首创杂种水稻在生产上大面积的推广利用，为杂种优势的应用，开辟了新途径。
水稻像大树，人们还能够在水稻的底下乘凉，这就是袁隆平对杂交水稻的构想。
事实上，杂交水稻具有明显的杂种优势现象，主要表现在生长旺盛、根系发达、穗大粒多和抗逆性强等方面，因此，利用水稻的杂种优势以大幅度提高水稻产量一直是育种家梦寐以求的愿望。人们梦想的产物，就是杂交水稻。它们是人们通过选用两个在遗传上具有一定差异，同时彼此的优良性状又能互补的水稻品种，进行杂交，从而生产出具有杂种优势的第一代杂交种，通常用于生产。
杂交水稻的基本思想和技术，以及首次成功实现是由美国人在1963年于印度尼西亚完成的。由于他的设想和方案存在某些缺陷，因此无法进行大规模的推广。后来日本人提出用三系选育法来培育杂交水稻，他们也找出了野生雄性不育株作为培育杂交水稻的基础，但是效果不是很好。
中国的袁隆平在这个基础上，成功地寻找到了合适的野生雄性不育株，并突破了日本人无法实现的杂交水稻育种技术，选育出了第一个在生产上大面积应用的强优高产杂交水稻组合——南优2号。
由于水稻是白花授粉作物，对配制杂交种子不利。因此要进行两个不同稻种杂交，就先要把一个品种的雄蕊进行人工去雄或杀死，然后再将另一品种的雄蕊花粉授给去雄的品种。可是，如果用人工方法在数以万计的水稻花朵上进行去雄授粉的话，工作量极大，并不可能解决生产的大量用种。因此，人们培育出一种水稻做母本，这种母本有特殊的个性，它的雄蕊瘦小退化，花药干瘪畸形，靠自己的花粉不能受精结子。
十七、生物复制技术——克隆技术
克隆是英文clone的音译，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。由植物的根、茎、叶等经过压条或嫁接等方式产生新个体也叫无性繁殖。绵羊、猴子和牛等动物没有人工操作是不能进行无性繁殖的。科学家把人工操作动物遗传繁殖的过程叫克隆，把这门生物技术叫克隆技术。
克隆的基本过程是先将含有遗传物质的供体细胞的细胞核移植到去除了细胞核的卵细胞中，利用微电流刺激等手段使两者融合为一体，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。
1997年2月22日，英国罗斯林研究所的科学家维尔穆特等人宣布用体细胞克隆绵羊获得成功，在世界上引起巨大震动。一时间，克隆绵羊“多利”成为动物界最耀眼的“明星”，其“咩咩”的叫声迅速响遍全球。
克隆技术在现代生物学中被称为“生物放大技术”，它已经历了三个发展时期：第一个时期是微生物克隆，即用一个细菌很快复制出成千上万个和它一模一样的细菌，而变成一个细菌群；第二个时期是生物技术克隆，比如用遗传基因DNA克隆；第三个时期是动物克隆，即由一个细胞克隆成一个动物。
克隆绵羊“多利”是由一头母羊的体细胞通过克隆技术而来的。而按照哺乳动物界的规律，动物的繁衍是要由两性生殖细胞来完成，而多利却打破了这一规律。
克隆绵羊的诞生，意味着人类可以利用哺乳动物的一个细胞大量生产出完全相同的生命体，完全打破了亘古不变的自然规律。这是生物工程技术发展史中的一个里程碑，也是人类历史上的一项重大科学突破。
1952年克隆蝌蚪：小小的蝌蚪改写了生物技术发展史，成为世界上第一种被克隆的动物。美国科学家罗伯特·布里格斯和托马斯·金用一只蝌蚪的细胞创造了与原版完全一样的复制品。
1972年基因复制：克隆技术精细到以单个基因复制为单位。科学家将某种特定基因单离出来，将它与某种有机体（最初是一种酵母）结合，有机体将新基因融入自己的DNA结构后再繁殖，产生出理想基因的复制品。
1978年英国医生用丈夫的精子在一个试管内使卵子受精，然后将胚胎植入健康母亲的子宫内。第一例试管婴儿的出生，使整个世界吵嚷着要目睹人类第一个体外受精婴儿刘易斯的“庐山真面目”。
1996年世界第一例从成年动物细胞克隆出的哺乳动物绵羊“多利”诞生。这个秘密直到1997年2月才向世人公布。克隆羊“多利”是苏格兰胚胎学家伊恩·威尔穆特和同事用一个从成年母羊乳房内取出的细胞克隆出的。
1997年7月，苏格兰科学家使用在实验室内培养产生并植入了一个人类基因的绵羊体细胞，克隆了绵羊“波莉”。
1998年克隆批量化：美国夏威夷大学的科学家用成年细胞克隆出50多只老鼠，并接着培育出3代遗传特征完全一致的实验鼠。与此同时，其他几个私立研究机构也用不同的方法成功克隆出小牛。其中最引人注目的是，日本人用一个成年母牛的细胞培育出8只遗传特征完全一样的小牛，成功率高达80%。
2000年人类近亲被克隆：美国俄勒冈的研究者用与克隆羊“多利”截然不同的方法克隆出猴子，科学家将一个包含8个细胞的早期胚胎分裂为4份，再将它们分别培育出新胚胎，唯一成活的只有Tetra。与“多利”不同的是，tetra既有母亲也有父亲，但它只是人工4胞胎中的一个。此外，帮助培育出“多利”的生物技术公司宣布克隆出5只小猪仔。该公司宣称，克隆猪终将成为人类移植器官的“加工厂”。
2001年克隆人被提上日程：2001年，美、意两国科学家联手展开克隆人的工作。2001年11月美国科学家宣布首次克隆成功了处于早期阶段的人类胚胎，称其目标是为病人“定制”出不会诱发排异反应的人体移植细胞。
2004年“克隆人类胚胎”在英国合法化。2004年8月11日英国颁发全球首张“克隆人类胚胎”执照，合法执照有效期为一年，胚胎14天后必须毁坏，培育克隆婴儿仍属非法行为。克隆胚胎目的在于增加人类对自身胚胎发育的理解，增加人类对高危疾病的认识，推动人类对高危疾病的治疗方法。
随着动物克隆技术的重大突破，也带来了广泛的争议。克隆技术对人类来说，是一把“双刃剑”。一方面，它能给人类带来许多益处，诸如保持优良品种、挽救濒危动物，利用克隆动物相同的基因背景进行生物医学研究等；另一方面，它又将对生物多样性提出挑战。生物多样性是自然进化的结果，也是进化的动力，有性繁殖是形成生物多样性的重要基础，而“克隆动物”则会导致生物品种减少，个体生存能力下降。
更让人担忧的是，克隆技术一旦被滥用于克隆人类自身，将不可避免地失去控制，带来空前的生态混乱，并引发一系列严重的伦理道德冲突。对此，世界各国政府和科学界已是高度关注，并采取立法等措施明令禁止用克隆技术制造“克隆人”，以保证克隆只用于造福人类，而绝非复制人类。如果当世界上一切生物都可以复制的话，后果将不堪设想。
所以自2001年以来，联合国大会法律委员会一直在讨论禁止生殖性克隆人的国际立法问题。由于各国在是否将治疗性克隆也列入禁止之列的问题上争执不休，该委员会于2004年年底决定放弃制定禁止克隆人国际公约，转而寻求通过一项不具法律约束力的政治宣言。2005年2月18日，第五十九届联合国大会法律委员会以71票赞成、35票反对、43票弃权的表决结果，以决议形式通过了一项政治宣言，要求各国禁止有违人类尊严的任何形式的克隆人。当时，中国同比利时、英国、瑞典、日本和新加坡等国投了反对票。
十八、上帝之手——基因工程
19世纪末期，孟德尔发现了遗传定律，从此，人类以科学为工具开始了探索生命奥秘的历程。1944年，美国科学家发现DNA是携带生命遗传物质的分子。1969年，科学家成功分离出了第一个基因。至此，人类逐渐拥有了一项曾经不敢想象的“能力”，我们竟能“像上帝一样”改造生物！
为什么我们会和父母一样，有一双黑色的眼睛，或是一头黑色头发及黄色的皮肤，甚至包括五官的长相都非常相似。这一切都是由于遗传基因的作用。基因是生命体最根本的信息载体，一个简单的病毒仅有几个基因，人类的基因约有两万个。它决定了一个生命体甚至一个物种的发展方向，可以忠实的复制自己，产生相同或类似的基因。
基因工程又称基因拼接技术或DNA重组技术，它是生物工程的一个重要分支。该技术的原理是：因为几乎一切生物都具有DNA链，而它们上面所载的遗传信息原则上也是通用的，所以通过对DNA进行最优的重组操作，便可以实现生物之间广泛的遗传信息交流，从而创造出优秀的新物种。
基因工程技术包括三大步骤：第一，从生物细胞中提取染色体物质，并进行特殊切割，以分离出含有特定遗传信息的DNA（它是外来的）；第二，需要选择一种能大量复制的DNA充当运输外来DNA的工具，并将二者重组一起；第三步，将重组的DNA带人受主细胞，使其“安营扎寨”并进行繁殖发育。
转基因植物是通过重组DNA技术人工插入其他物种基因以创造出拥有新特性的植物。通过转基因技术，人们可以得到抗病虫害、抗低温等具有“高水平”的优质作物。1978年，科学家首先将一种外来基因转入烟草细胞中，从而开启了转基因植物的先河。此后，抗病毒烟草、转基因玉米和转基因马铃薯作物等转基因植物陆续诞生。随着基因技术的发展，科学家相信，转基因植物将拥有广阔的发展空间。
转基因动物是一种细胞内含有其他生物的基因并表达出相应性状的动物。20世纪80年代初，美国科学家分别将人的生长激素基因和大白鼠的生长激素基因转入有遗传缺陷的小白鼠体内，结果获得了长得特别快的小白鼠。此后，转基因鱼、鸡、兔、猪、牛、羊等也纷纷来到这个世界。相对于给植物做转基因‘手术”，转基因动物的技术要求更高。
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