我们知道，没有一座大厦会在一夜之间拔地而起，同样，也不会有一门新学科的崛起能与渊远流长的历史割裂开来。
16世纪波兰天文学家哥白尼著名的“天体论”开创了自然科学革命的历史；18世纪末法国化学家拉瓦锡发现了氧气，从此便引起了化学的革命；英国达尔文的“进化论”使生物学观点来了个扭转乾坤的大转变；而奥地利的孟德尔发现的“基因分离与自由组合规律”，则开创了现代遗传学研究的先河。
可是，这些学科的奠基人的伟大成就，有赖于以往历代先哲们几百年、甚至上千年的探索和总结。以现代遗传学为例，人们一般认为始于1866年孟德尔的著名论文发表，而实际上早在数千年前犹太教典上就有了关于血友病的叙述；2500年前，柏拉图就曾提出过改善人类社会健康状况的优生学计划。
所以，一门学科的诞生是漫漫历史长河汇流的必然结果，生物工程学也不例外。
让我们多了解一点儿历史吧，看看我们的先辈们是怎样把这门神奇的学问一步步发展起来的，这对我们学习和了解生物工程将大有裨益。
§§§第1节生物工程追溯
最早的生物工程产品可以追溯到数千年前。那时，农业革命使原始人的粮食有了富余，于是为了贮存粮食，有时也想到要转化一些收获物，后来就发展成今天我们称之为发酵的工艺技术。
除苏米尔人即古代巴比伦人在6000年前就已经掌握了酿造啤酒的技术外，埃及人学会发酵面包是公元前4000年前的事，而我国殷墟出土的商代甲骨文中就有了和现代相似的“酒”字。
那时，人们制造这些东西总是离不开接种、搅拌、温度、时间和产品收取等一系列的操作工序。但是，人们还不知道酶在其中的作用，是微生物含有的某种酶使有机物发生了化学转化。古希腊人就曾把发酵说成是“沸腾”。
其他以微生物发酵为基础的生产，如发酵乳制品（包括乳酪、酸奶等）和各种东方食品如酱油、印尼豆酵饼等同样有着古老的渊源；而蘑菇的人工栽培则不太久远，如日本的香菇栽培是在几百年前开始的，现在世界温带地区广泛种植的伞菇大约有300年的历史。
这些大都有数千年历史的发酵产品，可以说是最古老的生物工程产品。那些人们在辛勤劳动中总结出来的微生物发酵技术，正是现代生物工程的萌芽。
§§§第2节现代生物工程
使这种凭借经验手艺的传统生物工程一跃进入有一定科学依据、能依靠当时的物理学、化学和遗传学进行初步分析的阶段，要归功于19世纪法国的大科学家巴斯德。
1883年，巴斯德发现环境因素对微生物的化学活性有很大影响，并认为用一定量的底物培养微生物，就会产生一定量的乙醇、有机酸和原生质体（细胞内凡有生命力的物质都可叫原生质体）。这对工业规模培养微生物有十分重要的意义。
今天人们生产和使用抗生素，是和巴斯德用蒜汁灭菌消毒一脉相承的。原来，我们平时吃些蒜来预防疾病的方法也有着不短的渊源。
1865年，巴斯德又用实验证实，微生物能利用铵和糖，合成出蛋白质类的物质。
一百多年后，单细胞蛋白工业证实了他这个伟大的预见，这也是人类历史上第一次的预言被证实。
巴斯德还有许多不朽的贡献。
今天遍布于世界各地的各种类型的发酵工厂，形形色色的生物工程公司，不正是根据巴斯德当初的科学发现和颠扑不破的真理建立起来的吗？有人计算过，仅巴斯德一人的发明所带来的经济效益，就足以担负普法战争中法国战败需支付的50亿法郎的战争赔款。而这时微生物学尚处在襁褓中，就有如此巨大的“魔力”，不能不令人称奇。巴斯德也因他的杰出贡献，不仅被誉为“工业微生物学之父”，还被誉为“生物工程之父”。他开创的工业微生物学就是现代生物工程学的两大起源之一。
§§§第3节分子生物学
孟德尔开创的现代遗传学是现代生物工程的另一个起源。
但是有一段时期，现代遗传学和工业微生物学这两个系统是各走各的路，互不联系的，有各自独立的发展过程。
19世纪后半期，人们开始把“种瓜得瓜，种豆得豆”这个老少皆知的遗传现象上升到某种理论高度。著名的豌豆杂交试验，是奥地利贫苦老农的儿子孟德尔在修道院里搞出来的，他在1866年发表了他的著名学说——性状分离与自由组合定律，而成为现代遗传学的开创者。
三十多年后，摩尔根在研究果蝇时，又在孟德尔的研究基础上，提出了遗传学的另一个重要规律：基因连锁与互换规律。
但是，当时人们仍无法解释，基因是怎么把活生生的生命体表现出来的。
事实上，当时的遗传学知识和所运用的手段还十分有限，而遗传学能发展到今天这种水平，还少不了物理学家和化学家们的贡献。
德国物理学家德尔布吕克，被誉为“分子生物学之父”。选择噬菌体作为研究对象，是他成功的重要原因之一。后来很多基因工程知识和技术发明，都与当初对这个只有细菌体积千分之一大的噬菌体的研究分不开的。德尔布吕克不仅开创了噬菌体的现代研究，而且发现了抗噬菌体的细菌突变株是有选择地发生突变的，而他这一无意发现竟成了细菌遗传学诞生的标志。
德尔布吕克的特殊贡献还在于，他把孟德尔的经典遗传学搬上了分子研究的舞台，而他创建的噬菌体研究小组的卓越成就，使得分子生物学最终瓜熟蒂落。
不久，德尔布吕克播下的分子生物学的“精神种子”开出了第一朵花，这就是第二次世界大战期间，从奥地利流亡到爱尔兰的著名量子力学创始人薛定谔写的一本小册子《生命是什么》。这本小册子一时在欧美学术界掀起了轩然大波，使生物学成了一门时髦的学科，一大批年轻有为的物理学家涌入到生物学这块园地里，威尔金斯和克里克也不例外。而他们两人曾在二战期间参加过美国的一项军事工程“曼哈顿计划”，参与制造了世界上第一颗原子弹。或者是由于害怕原子武器的巨大杀伤力而承担道义上的责任，他们才转而研究生物学。
在这一领域，威尔金斯拍到了第一张DNA纤维X—射线衍射图。不想，就是这张图片，使得正在度假的美国年轻遗传学家华生发生了浓厚的兴趣，为了更接近威尔金斯，他便进入剑桥的卡文迪许物理实验室。
然而，连华生本人也不曾料到，他这一行动，却和物理学家克里克走到一起来了，最终促成了DNA分子双螺旋结构模型的诞生。
这个制作精良、巧夺天工的模型，是华生和克里克这一对儿科学史中少有的合作典范共同努力的结晶，它酷似一座回旋式的楼梯，一对对碱基恰如一级级台阶，也有像莫尔斯电码一样的三个碱基为一组的遗传密码。
此后，华生和克里克又详细阐明了这个模型的巨大的遗传学涵义，从而提出了重组机理。这是20世纪生物学中最伟大的成就，它所包涵的普遍的遗传学意义，从大象到细菌是一概适用的。
华生和克里克也因此而成为举世皆知的名字。据说，“DNA重组技术之父”博耶给家里的一对猫起的名字就是华生——克里克，可见其二人之盛名。从1944年埃弗利确认DNA是传递遗传信息的物质，到1953年华生和克里克阐明DNA的双螺旋立体结构及其深远涵义，历经整整10年。以这两个划时代的科学研究为转机，一门崭新的学科——分子生物学诞生了。
此后的10年，即1953年—1963年，是分子生物学发展的黄金时期。序列假设、中心法则、遗传密码、乳糖操纵分子、变构相互作用等概念，更加丰富了这一学科的内涵，使它发出更加诱人的光彩。
但是，这些又跟工农业生产、医学等一些国民经济各个产业部门有什么联系呢？人们仍不清楚。
§§§第4节现代生物工程的发展
在1970年—1980年这10年间，分析技术有了飞速的发展。如超速离心、放射性同位素标记，微量分析已精细到不仅能测定只有10毫微克蛋白质的初级结构，还能测定糖蛋白质中其他一些生物大分子的结构等；另外，当时人们已成功分离出了“分子手术刀”——核酸限制性内切酶。它可以在特异部位切割DNA分子；人们还制造出把切口封起来的供遗传学研究用的凝胶剂连接酶，在体外实现DNA重组的杂合质粒运载体也构建成功了。
这些技术发明武装了生物实验的测试手段，丰富了生物学知识，把微生物学家、酶学家和遗传学家们推到了这场生物学革命的舞台上来。借助这些技术，人们不仅可能阐明某些酶的结构和功能，把固定化技术应用到各个产业部门中，还可以发现修饰DNA以及使DNA分子在生命机体之间搬来搬去的技术。
德尔布吕克等当初对噬菌体的研究，以及人们对大肠杆菌的研究、对质粒的了解、遗传密码分子遗传学、限制性核酸内切酶等关键性突破，正是把这些基因工程知识和有关技术有机结合在一起的“功勋元老”。也正是由于有了这样的结合，才迎来了使生物学研究成果崛起在产业舞台上的新时期。
那么生物学与工农业生产，与医学等国民经济产业部门结合后，又是怎样大展宏图的呢？
我们先来看看近些年来发达国家生物工程的研究和开发情况，因为目前这些国家的生物工程进展还是具有代表性的。
