基因工程的主要步骤是，首先把大肠杆菌细胞质内的质粒取出来，用一种叫做限制性内切酶的“分子手术刀”把质粒的环状DNA的某一点切开，用它当作目的基因的运载体；再用一定方法分离得到另一生物的DNA片段，这叫目的基因，也就是我们希望得到的性状的基因；然后用连接酶把目的基因和质粒DNA“焊接”起来，形成重组DNA分子；最后巧妙地把重组DNA分子引入大肠杆菌的细胞中，使大肠杆菌合成出由目的基因控制的物质来。
20世纪70年代初期，基因工程的实验首次获得成功，这标志着基因工程的诞生，从此基因工程的研究便进入了突飞猛进的发展阶段。现在，运用基因重组技术，使大肠杆菌制造出了人的生长激素释放抑制因子、胰岛素、干扰素以及流感病毒疫苗和乙肝疫苗等多种药物。大肠杆菌，使蛋白药物的生产进入了一个崭新的时代。
那么基因工程舞台的另一颗明星——噬菌体又是扮演的什么角色呢？我们知道，噬菌体是专门在细菌中生活的一种病毒。有一类噬菌体侵入细菌体后，快速增殖，并裂解细菌，这种噬菌体叫烈性噬菌体；另一类噬菌体感染细菌后，不但不使细菌破坏，而且能随着细菌细胞一起继续分裂，这种噬菌体叫温和噬菌体。噬菌体还有一个特点，就是具有专一性，一种噬菌体只能在一种细菌中生活，而不能在另一种细菌中生活。
噬菌体是一种大肠杆菌的温和噬菌体，它也是基因工程中极好的运载体，就是担当着把动物的基因搬运进大肠杆菌细胞的搬运工角色。
除了大肠杆菌和噬菌体外，已有不少其他微生物陆续进入了基因工程领域，如枯草杆菌、酵母菌、玉米黑粉菌等。随着科学技术的发展，微生物将在基因工程舞台上“尽情地”表现自己。
巧妙对付生物武器
微生物对人类可以说是一手拿着橄榄枝，一手托着潘多拉魔盒，既可以把和平带给人类，也可以把灾难降临人间。自古战争的目的就是要最大限度地杀伤敌人。由于微生物可以大规模引起人们发病造成极大的伤亡，所以有许多致病微生物历来被战争贩子所青睐，用于制造生物武器。
1940年10月27日，几架日本飞机在浙江宁波上空盘旋了几圈儿，没有扔下炸弹，而是投下了一些麦粒、破布及各种杂物，之后便飞走了。人们感到纳闷——小鬼子在搞什么名堂？几天后灾难发生了，许多人染上了致死的鼠疫，几天之内就有102人死亡。原来，日本飞机向地面投下了感染鼠疫杆菌的跳蚤，这些跳蚤叮咬人体而引发了可怕的鼠疫。在日本侵华期间，臭名昭着的日本“731”细菌部队大规模地散布细菌武器，还将俘虏、平民作为病菌感染致病的活材料，甚至进行残暴的活体解剖，令人发指。日军在中华大地上犯下的滔天罪行罄竹难书。
1952年5月16日，美军飞机在朝鲜某地投下四包装有蛤蜊的草包，企图投人当地一个蓄水池中，由于风大而落在一个山坡上。家村民拾到这四包蛤蜊带回家中误食，结果当晚一家人就上吐下泻，含恨而死。事后检验发现是美军投下的蛤蜊带有霍乱弧菌。此间，美军在朝鲜其他地区和我国东北地区空投过带有鼠疫杆菌、炭疽杆菌、伤寒杆菌和脑炎病毒的苍蝇、老鼠等，造成传染病的流行。
其实，人类使用细菌武器并不是日军和美军的独创。早在1346年，鞑靼人攻打热亚那人固守的卡发城时，就想到把患鼠疫而死的人的尸体扔进城里，使3年未攻下的城不攻自破。1763年英殖民主义者入侵加拿大时也曾把染有天花病毒的被子、手帕作为“厚礼”送给印第安人首领，结果英国人兵不血刃就占据了北美。
生物武器在人类战争史上曾给人类带来巨大的灾难。由于生产生物武器快速、简便，只需保存少量菌种，需要时在极短的时间里就可以得到大量的微生物或毒素；生物武器施放容易，杀伤力强，传染病一旦传开，即可使成千上万人失去战斗力，每个病人又是一个传染源，使传染病很快流行起来。
因此，战争狂们对生物武器情有独钟，而一切爱好和平的人民却强烈反对生物武器。1925年，40个国家共同签署了禁止使用化学武器和生物武器的《日内瓦条约》；1972年又签署了《生物和毒素武器条约》，许多国家纷纷签署，包括美国和前苏联。但这并没有遏制某些侵略者的战争野心。现在，一些国家还保藏有许多致病微生物，如炭疽杆菌、结核杆菌、脑炎病毒、伤寒杆菌等。此外，还有肉毒杆菌肉毒素、葡萄球菌肠毒素、银环蛇毒素等生物毒素。美国每年用于保存和研制生物武器的费用高达7500万美元。而前苏联也一直在秘密研制生物武器，1979年苏联一座生产炭疽杆菌的工厂曾发生因炭疽杆菌外流而导致数千人患肺炭疽、数百人丧生的恶性事件。据美国一位专家估计，美国和前苏联贮存的生物武器足以杀灭全球人口。某些国家还在运用现代生物技术改进传统的生物武器，并积极寻找新的病原体，以开发新型生物武器，甚至有人在研制更可怕的基因武器，这不能不引起广大爱好和平的人民的关注和担忧。
为了对付生物武器，人们也在加紧研制预防和杀灭生物武器的设施和用具。例如一些研究机构正在运用生物技术研制防御生物制剂的疫苗、抗体以及在战场上保护士兵的生物制剂监测设备，制造能捕捉生物制剂的新型防毒面具。美国某大学的一位博士研制成一种称为“纳米乳剂”的调制剂，能与病毒外壳或细菌的细胞壁融合在一起，以无声的爆炸摧毁微生物。
科学家提醒人们，要想防御生物武器，关键是要开发出新的抗生素和抗病毒制剂，因为目前的抗生素和抗病毒制剂已经对大多数微生物失去抑制作用。
未来的世界并不太平，一切爱好和平的人们要时刻警惕着！
酶的妙用
什么是酶？酶是一种特殊的蛋白质，它是由活的生物细胞产生的。酶具有高效率的催化能力，它比一般化学催化剂的催化效率高出几百万倍，例如，碳酸酐酶催化二氧化碳与水合成碳酸的反应是已知最快的酶催化反应之一。每一个酶分子在1秒钟内可以使105个二氧化碳分子发生水合反应。因此，酶又被称为生物催化剂，生物体内进行的各种化学反应，几乎都需要在酶的催化作用下才能顺利地完成。我们每天吃的米饭、肉类、蛋类、蔬菜等都是在胃分泌的胃蛋白酶和胰脏分泌的淀粉酶以及胰蛋白酶和脂肪酶的作用下，分解成葡萄糖、氨基酸、脂肪酸，透过小肠壁，最后被组织吸收和利用。当人体生长的时候，体内又会进行各种蛋白质、脂肪等的合成反应，这些合成反应也必须在酶的催化下来完成。如果酶的正常催化作用无法进行，轻则会使生物体出现某些症状，重则会危及生命。
白化病的患者，就是因为体内的酪氨酸酶不能发挥正常的作用。从而无法合成黑色色素，致使患者皮肤发白，呈粉红色，头发淡黄，眼睛的虹膜呈粉红色，怕光，视力也较差。在新生儿中：还有一种叫半乳糖血症的遗传病，其病因是因为缺乏将半乳糖转化为葡萄糖的酶，患这种病的新生儿往往会在婴儿期内死亡。
微生物的功与过
在我们的地球上，除了千姿百态的动物和植物，还生活着很多肉眼看不见的微生物。有些微生物还会传染严重的疾病。14世纪猖獗于欧亚大陆的鼠疫就是鼠疫杆菌引发的传染病，致使大约2500万人死亡。我们常见的流行性感冒也是由病毒传染的，首次大流行在1918年至1919年，发病人数约5亿，病死人数约2000万，超过第一次世界大战中死亡人数的3倍。
不过，对人类有害的微生物只是一小部分，大多数微生物对人是有益无害的。随着酶工程的不断发展，微生物对人类做出了更大的贡献。人们发现在微生物的细胞中，也同样有同动植物细胞相似的酶成分，微生物酶制剂在许多方面更以其优越的条件而取代动植物。黄色杆菌、绿脓杆菌、链丝菌能产生一种特殊的酶蛋白，它能降低人体内胆固醇的含量，可以用来治疗冠心病、肺炎、心膜炎，而且在治疗中不会产生副作用。
近几年来，我国已能从几十种微生物细胞中提取酶，并广泛应用在工业、医药等的生产中。干扰素是很多疾病的良药。
人体内天然干扰素很少，收集起来很困难。科学家利用被称为“工程细菌”的大肠杆菌来生产干扰素，1毫升大肠杆菌就能生产出相当于2000毫升人血中提取的干扰素。由于培养大肠杆菌较容易，干扰素的需求也就不再困难了。
光疗治癌
当前，癌症仍是威胁人类生命的最大杀手之一，癌症的治疗除了手术和照光之外，比较有效的方法就是药物治疗了。
在药物治疗中，结合光生物技术的卟啉类药物疗法可以达到比较好的效果。
卟啉类药物有两大特点，第一是对光很敏感，在波长为625纳米左右的光照下，卟啉会改变结构和特性，杀死所在部位的细胞；第二是对肿瘤细胞有亲和力，当它进入人体后，随着血液循环还在体内流动，对正常细胞并不造成影响，而遇上肿瘤细胞却立刻靠拢。在确定了适宜的药物剂量后，向患者注射卟啉类药物，几天之后，这些药物分子就会聚集在肿瘤细胞周围。这时再用波长为625纳米的光进行定期照射，肿瘤细胞在药物作用下会逐渐变色、渗血、干燥、萎缩，一两周后，会长出新组织。今天，这种光生物技术结合药物的治疗方法仍是治疗癌症的最好手段之一，使不少癌症患者延长了生命，有的甚至得以治愈。
辐射绝育法是消灭害虫的有效方法，它是用适量的射线照射害虫的卵和蛹，破坏害虫的生殖细脆，造成染色体的遗传变异而产生不育。当这种没有生育能力的害虫孵化后，即与正常的害虫交配，虽然它也照样产卵，但这种卵不能孵化。所以，害虫的数量会迅速减少，直至灭种绝迹。
