到了20世纪70年代，微生物学家通常用大肠杆菌来研究它的繁殖、酶和毒力。每发现一种新的环境污染物，化学工业的光芒都会更暗淡一些，生物学再次成为科学的未来之星：清洁、安静、无污染。

生物技术发展的早期，“克隆”成了描述这新的技术力量的流行行话：选取单个基因，产生出成百上千万个一模一样拷贝的能力。大肠杆菌成了一个活的集合区，在这里，基因克隆的一般方案如下：

1．从具有一个目标性状（一个基因）的生物体中提取DNA。

2．用专门的酶，即所谓限制性内切酶(restrictionendonuclease,RE），把DNA切割成多个更小的片段。

3．提取大肠杆菌的质粒，并用另一种限制性内切酶打开其环状结构。

4．把多种DNA片段插入到多个质粒中去。

5．让质粒回到其细菌细胞。

6．培养所有的细菌，通过筛查过程来鉴别携带有目标基因的细胞。

7．培养携带目标基因的细胞，使其大量增殖，这就是克隆。

8．收获基因调控的产物。

生物技术发展的早期，科学家们煞费苦心地发展出了前述步骤（参见图5-1)。分子生物学家完善了提取细胞DNA的艺术，在提取的过程中不会出现大分子断裂为碎片的情况。他们设计出了把一种类型的DNA剪切成新的片段并插入到另一种DNA分子中去的技术，也开发出了检测新的转基因生物活性的方法。但是科学家们也注意到，大肠杆菌—他们最喜欢的细菌，拒绝让质粒进入它们的细胞，而质粒进入细胞是基因工程中的一个关键步骤，被称为转化（transformation)。要是没有一种简易的方法让DNA进入大肠杆菌里，许多遗传试验就无法开展。1970年，莫顿•曼德尔（MortonMandel)和AkikoHiga解决了这左右为难的问题，他们揭示出钙会增加细胞膜对DNA的通透性。把大肠杆菌在冰浴的氯化钙溶液里浸泡24个小时，接着，生物学家就可以把这种细菌吸收质粒的敏感性提高20一30倍。摄入环境中质粒的细菌，被称为感受态细胞，现在，生物技术学家通过这种简单的浸泡操作，就能用大肠杆菌来做转化了。

生物技术研究的初期，细菌克隆—以前被叫作基因剪接—是唯一产生大量基因和基因产物的方法。细菌产生成百上千万个目标基因的拷贝。细胞从中间一分为二，变成两个新的细胞，这个过程被称为二分裂，而每分裂一次，基因就被复制一次。科学家们及时地开发出了用细菌噬菌体将基因直接插入细菌DNA的方法。病毒的一贯伎俩就是盗用细胞的DNA复制系统，这是一种完美的传输外源基因进入细菌DNA的机制。接着一种更迅速的DNA扩增方式，PCR（PolyaseChainReaction，聚合酶链式反应）登场了。

大肠杆菌依然是生物技术的主要工具，但是还有一些微生物，比如酵母菌酿酒酵母（Saccharomycescerevisiae）和细菌枯草芽孢杆菌（Bacillussubtilis）也对重组DNA技术颇有贡献。通过前述的基因克隆基本方案，生物技术公司利用酵母和细菌制造药物。

生物技术公司生产产品，用的是300-3000加仑的发酵罐。生物技术公司的技术人员，把小体积的发酵罐里的细菌培养物按比例放大，再进行生产，小发酵罐体积从不到一加仑到几个加仑都有。培养工艺适度放大之后，生产车间的工人再进一步扩大生产规模，在300-3000加仑的发酵罐里培育转基因生物。所有这些做法都为大规模生产奠定了基础，上游处理也是大规模生产的一部分。另一个技术团队监督下游处理，包括从发酵到清洁、纯粹终产物的包装的全部步骤。基因技术（Genentech）公司和安进(Amgen)公司都位于美国加州，是两家率先实现这样大规模生产水平的公司。

1996年，苏格兰罗斯林研究所（RoslinInstitute）的科学家创造了多利（Dolly)，这是第一只用成年动物的DNA克隆成功的哺乳动物（绵羊）。公众和许多科学家对这条新闻的反应，是担心人类会成为下一个被克隆的生物。蕾妮•蕾霍•佩拉（ReneeReijoPera)是美国加州大学旧金山分校的干细胞研究人员，她说，“你差不多可以把整个科学分成两部分：多利之前的科学和多利之后的科学”。不过，克隆高等生物和为了造出转基因生物而进行的细菌克隆几无共同之处。克隆多利，是把来自成年绵羊细胞的细胞核—这包含了动物完整的基因组—转移到乳腺组织中去，随着组织的再生，基因组被不断复制。奶牛、山羊、猪、大鼠、小鼠、猫、狗、马，还有骡子也都被用相似的方式克隆过。

动物克隆，是为了造出一只尽可能和原来的动物一模一样的新动物。因此，动物克隆是想在新动物身上重现原来动物完整的基因组。相比之下，细菌的基因克隆是一种在短时间内制造一个或多个基因大量拷贝的简单方法。简而言之，动物克隆创造新的动物拷贝，而细菌克隆创造新的基因拷贝。把一个或者多个基因插入到细菌细胞的DNA中去，然后把细胞培养数代，因为细菌的生长速度很快，微生物学家便可以在一夜之间制造出“新”DNA的成千上万个拷贝。