目前生物技术的应用主要在哪几个方面

目前生物技术的应用主要在哪几个方面？试举例三个方面。伴随着生命科学的新突破，现代生物技术已经广泛地应用于工业、农牧业、医药、环保等众多领域，产生了巨大的经济和社会效益。1、生物技术在材料方面的应用。材料是一个社会经济建设的重要支柱之一，通过生物技术构建新型生物材料，是现代新材料发展的重要途径之一。首先，生物技术使一些废弃的生物材料变废为宝。其次，生物技术为大规模生产一些稀缺生物材料提供了可能。例如，蜘蛛丝是一种特殊的蛋白质，其强度大约是钢材的5倍，而可塑性比钢材高30%，可用于生产防弹背心、降落伞等轻而坚固的用品，但是我们无法像养蚕一样饲养蜘蛛而获得大量的蜘蛛丝。美国怀俄明大学的一个研究小组将编码蛛丝蛋白的基因转入细菌获得表达，产生的蛛丝蛋白与蜘蛛丝中的蛋白质相同，有可能通过发酵途径大量生产。而加拿大研究人员将蛛丝蛋白的基因在山羊的乳腺细胞中成功表达，这种转基因山羊产出的奶便含有了能制造蜘蛛丝的蛋白质，然后利用特殊的溶剂，就可以从羊奶中“抽出”连续不断的纤维，这种纤维在机械强度上可以和真正的蜘蛛丝媲美。因此，用这种“活体生物反应器”同样有可能大量生产优质的“蛛丝蛋白”。2、生物技术在能源方面的应用。能源是人类生存的物质基础之一，是社会经济发展的原动力。能源分为不可再生能源（如石油、天然气、煤）和可再生能源（如太阳能、风能、生物质能等），生物技术一方面能提高不可再生能源的开采率，另一方面能开发更多可再生能源，因而生物技术与能源的研究及开发备受世界各国的重视。首先，生物技术提高了石油开采的效率。在石油开采过程中，石油通过油层的压力自发地沿着油井的管道向上喷出，但通过这种方式开采到的油量只有油田总储量的1/3左右。二次采油常用的方法是强化注水以提高油层的压力，此外，也利用微生物进行二次采油。微生物在油层中发酵产生大量酸性物质，降低了原油的粘度，使其容易流动，微生物还可产生气体，增加地层压力，这两方面都提高了采油率。美国德克萨斯州一口40年井龄的油井中，加入蜜糖和微生物混合物，然后封闭，经细菌发酵后，井内压力增加，出油量提高近5倍。其次，生物技术为新能源的利用开辟了道路。地球上每年生产出的纤维物质，也就是那些稻草、麦秆、玉米秸、灌木、干草、树叶等等，只要拿出5％来，加以合理的利用，就足够满足全球对能源的需求量了，这就是生物质能的利用。完成这一使命的是发酵工程。这些纤维物质，都是由纤维素、半纤维素、木质素这三种成分组成的，除了木质素另有用途之外，纤维素和半纤维素可以分别进入发酵罐，采用不同的微生物来进行发酵。3、生物技术在农业方面的应用。农业是世界上规模最大和最重要的产业，即使在发达国家如美国，其农业总产值也占国民生产总值的20%以上。现代生物技术越来越多地运用于农业中，使农业经济达到高产、高质、高效的目的。(1)农作物和花卉生产。生物技术应用于农作物和花卉生产的目标，主要是提高产量、改良品质和获得抗逆植物。首先，生物技术既能提高作物产量，还能快速繁殖花卉。例如，由我国科学家袁隆平培育成功的杂交水稻使水稻的产量有了大幅度的提高，为解决我国和世界的粮食问题作出了巨大的贡献。其次，生物技术还能改良作物品质。例如，植物收获后往往在转运和贮藏过程中造成损失，过软的水果和蔬菜容易破损，并且过熟后失去原味。利用生物技术延缓植物的成熟，就可以克服这些问题。然后，生物技术在培育抗逆作物中发挥了重要作用。所谓抗逆作物，是指能耐受不良环境的作物，包括抗虫害、病毒、除草剂、干旱、盐碱等的作物。例如，化学杀虫剂的长期和大量使用不仅使许多害虫产生了抗药性，而且污染了环境，用基因工程方法培育出的抗虫害作物，不需施用农药，即提高了种植的经济效益，又保护了我们的环境。（2）畜禽生产。生物技术用于畜禽生产的目标，与农作物类似，主要是获得高产优质的畜禽产品和提高畜禽的抗病能力。首先，生物技术不仅能加快畜禽的繁殖和生长速度，而且能改良畜禽的品质，提供优质的肉、奶、蛋产品。其次，生物技术可以培育抗病的畜禽品种，减少饲养业的风险。利用转基因的方法，可以培育出抗病动物，这就可以大大减少牲畜瘟疫的发生，保证牲畜健康，也保证人类健康。20世纪80年代美国农业研究局的两位科学家，将禽类白血病病毒的一种弱型基因注入白色力行鸡体内，改良后的力行鸡，已能繁殖后代，其后代也能获得这种病毒基因，这种转基因鸡对致癌性白血病病毒感染具有高度抵抗力。（3）农业新领域。传统意义上的农业是向我们提供食物和工业原料，然而，由于生物技术的飞速发展，使农业的生产领域有了新的拓展。基因工程不仅提高了农牧产品的产量和质量，而且一些转基因植物和动物有了远远超出仅供食用的价值——生产药物。利用转基因植物生产疫苗是目前的一个研究热点。科研人员希望能用食用植物表达疫苗，人们通过食用这些转基因植物就能达到接种疫苗的目的，这样既方便又能节省大量费用。目前已经在转基因烟草中表达出了乙型肝炎疫苗，转基因马铃薯、番茄等也都已用来进行生产疫苗的研究。利用转基因动物生产药用蛋白同样是目前的研究热点。科学家已经培育出多种转基因动物，它们的乳腺能特异性地表达外源目的基因，因此从它们产的奶中能获得所需的蛋白质药物，这种生产蛋白质药物的方式叫做乳腺生物反应器。目前，国外在乳腺生物反应器技术研究上取得了巨大的进展，例如英国爱丁堡制药公司已培育成功含α-1-抗胰蛋白酶（AAT）的转基因羊，每升羊奶中会有此种蛋白30克，ATT用于治疗囊性纤维化和肺气肿。