生物化学的应用便是生物工程科学，它是20世纪六七十年代逐步形成的一门新兴科学，现在已逐渐分成四大分支：包括微生物工程、酶过程、基因工程和细胞工程四大学科。
对于生物化学的合成而言，除了许多有机合成和高分子合成技术外，酶工程居于举足轻重的地位。生物化学合成，一方面可认为是用化学合成的方法合成生物体内的化合物，尤其是生理活性物质；另一方面可认为是运用生物技术来合成化合物，尤其是酶技术来生产化合物。
有许多化学反应可借助于微生物和酶的作用来实现，且效率高，副产物少。例如：
（1）水解反应。许多用酸或碱的水解反应，可用酶水解法代替，如蛋白质、多糖的水解，还能防止残基的构型变化。由淀粉制造葡萄糖，过去是用盐酸在高温高压下水解的，在水解的过程中，同时产生褐色的羟甲基糖醛及龙胆二糖。为了精制葡萄糖，必须反复结晶，因而收率不高。用酶法水解淀粉，在常温常压下进行，副产物少，容易精制，收率高，成本低，现在已被广泛地运用。
（2）氧化作用。有机合成中常用到氧化反应，虽已研究出各种氧化剂，其中有些也有一定的选择性，但往往有一些副反应，为了氧化特定部位，还要把其他基因先行保护起来，氧化之后，还要去掉保护基，这样就增加了反应步骤。而用特定的氧化酶，则能高度选择地进行氧化，如由D－山梨糖醇作为原料生产维生素C，生物氧化法能一步氧化为L－山梨糖，即不要将其余羟基保护，也不会生成消旋型山梨糖。
但是，酶虽然用途广泛，但其提取、分离、纯化却比较复杂，而且是很敏感的物质，易于变性和破坏，因此，最有实用意义的是人工合成模拟酶，这也是当今生物化学合成中一个非常活跃的领域，是一项有广阔前景的研究方向。
虽然生物合成技术在今天作用越来越明显，但它是建立在化学技术的日益深入和发展之上的，生物化学技术的合流是当今生命物质科学研究的最重要的基础和趋势，因为即使在最复杂的生命现象中，分析到最后，仍然是以化学变化的分析建立起来的。因此有人把生物化学技术称为“未来的化学”，这预示着它有着广阔的发展前途。
虽然生物合成技术在今天作用越来越大，但它是建立在化学技术的日益深入和发展之上的，生物和化学技术的合流是当今生命物质科学研究的最重要的基础和趋势，因为即使在最复杂的生命现象中，分析到最后，仍然是以化学变化的分析建立起来的。因此有人把生物化学技术，称为“未来的化学”，这预示着它有着广阔的发展前途。
生命体奇妙的能量转化
在自然界中，我们所熟知的天然高分子化合物你知道有哪些吗？它们就在我们每天接触的米饭、馒头、蔬菜、肉类、蛋类等食品中广泛存在。我们前面已经知道的淀粉、纤维素等天然高分子化合物就是与我们每日不可缺少的物质。
我们知道，淀粉大多存在于植物的种子中，如大米含80％、玉米含60％、小麦含70％，在薯类的块茎及干果中也大量存在，还有许多野生植物的种子或组织中也大量存在着。纤维素是植物纤维的主要成分，它和半纤维素、木质素等一起，构成了植物的骨架。棉花中90％以上是纤维素，其他如树木、麻、野生植物及各种作物的杆茎中也有大量的纤维素存在。
但是，无论是淀粉，还是纤维素，它们都是生命有机现象中特有的天然高分子化合物，人们又把它称之为碳水化合物，以表示其组成相当于碳的水合物。
淀粉可被应用于调制工业用的淀粉糊，如在纺织工业中用它来做浆料，用以防止织布或织纱时发生中断。人们还利用淀粉可和葡萄糖转换的特性，用酶水解的方法在工业上制取葡萄糖。
对于纤维素的利用，往往是和半纤维素或木质素联系在一起利用的。人们可用半纤维素经过水解、发酵制取酒精；人们还可以把木质素用无机酸分解，最后可以制造成肥料——氨化木素。这是一种很好的肥料，它对多种作物有增产效果，不仅提供作物生长所需要的氮素，而且施入土壤中后，经微生物作用，就被转化为胡敏酸这种当前使用很广泛的一种新型有机肥料。
纤维素遇碱，只引起纤维素的膨胀，形成碱化纤维素，却仍然保持着原来的骨架。在生产上，人们利用这一化学原理将含纤维素原料和碱液一起蒸煮，这时木质素和半纤维素就溶解于碱液中，而与纤维素分离。得到的纤维素浆液，纯度较高，可用来造纸和制造人造纤维。分离后的废液，还可再利用制造酒精、食用酵母、饲料酵母及生产长效肥料。
这些对于淀粉、纤维素的利用，基本原理就是利用了在淀粉、纤维素和葡萄糖这三种碳水化合物之间的相互转化！这种利用化学合成的转化，实际上远远赶不上生命本身对于它们的转化，不信我们来看看自然界的生命体之间是如何“互通有无”的。
植物的光合作用其实也是一种能量的转化。这种转化首先是植物吸收了太阳光后，经过光合作用，发生了能量的交换，把光能转化成了化学能，而这些化学能以糖、淀粉的形式储藏起来。在植物体的各个不同的发育期中，碳水化合物的生成和蓄积的动态是不同的。例如，在稻谷发芽时，种子中的淀粉迅速分解，因此糖分就迅速增加，通过糖分的生物氧化作用，供给幼苗初期生长所需能量。到了成熟期，水稻体其他各部分的淀粉含量不断减少，以可溶性糖的形态向穗部输送，稻穗中的淀粉则迅速蓄积。
可见，三者之间的转化只是遵循一条原则，那就是“生命生长需要”这条最高的原则。人体中的这种转化也正是遵循这一原则。
例如，我们吃在嘴里的一口饭，会越嚼越甜，这就是有一小部分米饭中的淀粉被唾液中的酶分解成麦芽糖的缘故。食物进入胃肠后，又受到胰脏分泌出来的比唾液淀粉酶效力更强的胰液淀粉酶作用，继续水解形成葡萄糖，再通过小肠壁，被吸入血液中，当人体肌肉活动或工作需要能量时，潜藏着化学能的葡萄糖又被氧化，放出热量。
多余的葡萄糖在肝脏中组合成动物性淀粉——肝糖而储存起来。肝糖是动物体内的储备糖，就像淀粉是植物的储备糖一样，也能被分解成糊精、麦芽糖、葡萄糖等，所以当人体需要营养时，肝糖就又再转化为葡萄糖。当然，在肝脏内肝糖的储量是有一定限度的，多余的葡萄糖还可以在细胞内转化为脂肪。人体中葡萄糖可以由一些蔬菜中的纤维素转化而来。当人体患糖尿疾病的时候，这时人体中胰脏分泌胰液的能力下降，因此病人常需要注射胰岛素（即胰液淀粉酶）来增加体内糖分的转化，从而维持身体的糖分平衡。现在，你知道每天在我们的身体里发生着怎样的化学反应了吗？
碳水化合物之间的相互转换是从一个最高的“生命需要”原则出发的，人们正是研究了这个原理，才对淀粉等天然高分子化合物积极利用的。
“烈火金刚”——钨
钨，化学周期系第Ⅵ类副族元素，原子序数74。自从1879年爱迪生发明了灯泡以来，金属钨便大显神通。白炽灯、碘钨灯和真空管中的灯丝，都是用钨丝做成的。因为钨是熔点最高的金属，它的熔点高达3410℃，当白炽灯点亮的时候，灯丝的温度高达3000℃以上，因此它素有“烈火金刚”之美称。
钨最初是从瑞典出产的一种当时称之为“重石”（它的主要成分就是钨酸钙，是含钨的重要矿石，称为白钨矿）的白色矿石当中发现的。18世纪80年代瑞典化学家舍勒把这种矿石进行分析，证明其中含有石灰和另一种特殊的固体物质，舍勒称之为钨酸，并且认为，将钨酸还原，有获得一种新金属的可能。
不久，西班牙的两位化学家德鲁亚尔兄弟从瑞典的一种黑褐色的矿石中，也得到了已被舍勒所发现的钨酸。这是一种黑褐色的金属颗粒，用手指一碾就成了粉末，在放大镜中观察，是一些有金属光泽的颗粒，这便是金属钨。舍勒给这种新金属取名为“tungsten”（钨），命名取意“重石”，拉丁语名源于“Woulfe”，取符号为W。
19世纪末到20世纪初，钨作为钢的添加剂用于冶金工业，以后又用钨作为灯泡的灯丝，具有延展性的钨材料制备新方法的诞生，以及碳化钨硬质合金的使用，使它的应用范围扩大了，特别是在20世纪60年代航空和宇航等尖端科学技术的发展中，它就显得格外重要了。
钨的最重要用途之一就是用它制备具有超硬性能的硬质合金。在现今的工业中到处可见使用硬质合金的例子，如硬质合金是重要的模具材料，用它作热压模、冷拉模，其耐磨性能最佳，可提高寿命20～200倍；硬质合金还大量用于耐磨制件上，如采矿工业用的采掘设备、石油勘探用的钻头、冷轧箔材的轧辊等。
金属钨第二个重要的用途是作为钢和有色金属合金的添加剂。钢中含有钨时可使钢回火稳定性、红硬性和抗腐蚀能力大大增加，现在工业上生产的性能优异的合金工具钢、高速工具钢、热锻模具钢、结构钢、弹簧钢、耐热钢和磁钢等都添加了钨等。有统计报导钨产量的20％以上是用于这方面的。
钨的另一重要用途，也就是在火箭、导弹、返回式宇宙飞船以及原子能反应堆等尖端科学上的重要应用。这是由于钨具有优异的物理、机械、抗腐蚀和核性能的原因。钨主要用来制造不需要冷却的各种类型火箭发动机喉衬；用渗银钨做成喷管可经受3100℃以上的高温，用于多种类型的导弹和飞行器；用钨纤维复合材料制作的火箭喷管能耐3500℃或更高温度。在化工工业中可做耐腐蚀设备和部件，可做润滑剂、颜料和各种反应的催化剂。化学世界总是那么神奇和美妙，任谁也想不到小小的“钨”的作用竟然这么大，能应用到很多的领域，难怪人们称它为“烈火金刚”。
化学世界总是那么神奇和美妙，任谁也想不到小小的“钨”的作用竟然这么大，能应用到很多的领域，难怪人们称它为“烈火金刚”。青少年们，你们准备好投身于化学的有趣世界里了吗？
蜘蛛网的启示
三百多年前，英国有一位年轻的科学家对“八卦飞将军”蜘蛛发生了浓厚的兴趣。他经常从早到晚，目不转睛地观察蜘蛛。他看见蜘蛛忙忙碌碌，吐丝织网。刚从蛛囊里拉出的细丝是粘液，迎风一吹，一瞬间变成又韧又结实的蛛丝。
这位青年科学家想，要能发明一个机器蜘蛛，“吃”进化学药品，抽出晶莹的丝来纺线织布，那该多好啊！他一头扎进化学实验室，摆弄起瓶瓶罐罐，用各种化学药品做开了试验。他用硝酸处理棉花得到了硝酸纤维素，把它溶解在酒精里，制成粘稠的液体，通过玻璃细管，在空气中让酒精挥发干以后，便成了细丝。这是世界上第一根人造纤维，但是这种纤维容易燃烧、质量差、成本高，没法用来纺纱织布。
后来，科学家模仿吐丝的蚕儿，将便宜、易得的木材里的木质纤维素溶解在烧碱和二硫化碳里，做成粘液，再在水面下喷丝，拉出千丝万缕。这就是大名鼎鼎的“人造丝”粘胶纤维。它的长纤维可以织成人造丝印花绸、人造丝袜。
可是，人们并不满意。人造丝、人造棉潮湿的时候很不结实，洗涤后容易变形，缩水严重。再说，人造纤维虽然扩大了原料的来源，把不能直接纺纱织布的木材、短的棉花纤维、草类利用了起来，可是，资源毕竟有限。于是，人们又把眼光从天然纤维跳到了矿物上，石头、煤、石油能不能变纤维呢？
五十多年前，德国出现了用煤、盐、水和空气做原料制成的聚氯乙烯纤维（氯纶）。它的化学成分和最普通的塑料一个样，这是最早的合成纤维。用氯纶织成的棉毛衫裤、毛线衣裤，既保暖又容易摩擦后带静电，穿着它，对治疗关节炎还有好处呢。
比氯纶晚几年出世的尼龙（锦纶），比蛛丝还细，但非常结实，晶莹透明，一下子以它巨大的魅力使人们着了魔。曾经很流行的“的确良”（涤纶），挺拔不皱，免烫舒适，是产量最大的一种合成纤维。维纶棉絮酷似棉花，人称“合成棉花”。
后来，由丙烯聚合而成的丙纶一跃而起，成为合成纤维的新秀。丙纶是比重最轻的合成纤维，入水不沉。飞机上的毛毯、宇航员的衣服用它制作，可以减轻升空的负担。
如今，化学纤维的年产量已经和天然纤维平起平坐了，而它在国民经济和国防事业上的作用却远远超过了天然纤维。不过，今天规模巨大的“机器蚕”在日夜运转，还多亏了蚕儿吐丝、蜘蛛织网给人们的启示呢！
许多的化学发明往往来自于生活中许多的细节，需要灵敏的心灵和丰富的想象。尼龙和涤纶的产生就向青少年揭示了这个道理。
