常浩楷（河北省邢臺市第一中學(xué)高三（1）班，河北 邢臺 054000）指導(dǎo)老師：高彤宇

生物化學(xué)是由生物與化學(xué)相交織形成的一門交叉學(xué)科，它主要研究生命的物質(zhì)組成及結(jié)構(gòu)、生命過程中所進(jìn)行的各項(xiàng)化學(xué)反應(yīng)、以及由生命活動(dòng)產(chǎn)生的生物大分子的結(jié)構(gòu)與各項(xiàng)性質(zhì)。隨著人們對有關(guān)生物化學(xué)技術(shù)的研究的逐漸加深，它在制藥、環(huán)境治理、農(nóng)業(yè)等方面的重要影響越來越受到人們的重視。

1 生物化學(xué)的發(fā)展進(jìn)程

這一學(xué)科最早起源于19世紀(jì)末期。從最初的對于植物呼吸與光合作用，對于酵母菌的研究，再到后來的20世紀(jì)初期對于激素，維生素的發(fā)現(xiàn)。20世紀(jì)30至50年代科研人員們又對各項(xiàng)反應(yīng)途徑進(jìn)行了探索，發(fā)現(xiàn)了如三羧酸循環(huán)的基本代謝途徑；20世紀(jì)50年代后生物化學(xué)技術(shù)進(jìn)入了現(xiàn)代生物化學(xué)的發(fā)展階段，此階段主要研究的是各種生物大分子的結(jié)構(gòu)及其相互之間的聯(lián)系。而這些理論的發(fā)展，離不開生物化學(xué)的進(jìn)步。

20世紀(jì)，生物化學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展。20年代的微量分析技術(shù)的發(fā)明使得科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了更多的生物分子；30年代電子顯微鏡的發(fā)明，又使得人們觀察到生物分子的結(jié)構(gòu)；40年代發(fā)現(xiàn)的層析、電泳技術(shù)成為了生物化學(xué)中物質(zhì)分離中的關(guān)鍵技術(shù)；而后來的同位素示蹤技術(shù)又在各項(xiàng)生命活動(dòng)的進(jìn)行過程的研究領(lǐng)域起到了關(guān)鍵作用；70年代科研人員們迎來了基因工程的重要突破；并在80到90年代進(jìn)入了基因工程發(fā)展最為輝煌的時(shí)期。而如今生物化學(xué)技術(shù)已在眾多的領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，并且成為了相當(dāng)具有前景的一門學(xué)科。

2 生物化學(xué)的應(yīng)用

2.1 環(huán)境治理

我們生活在一個(gè)規(guī)模極為龐大、關(guān)系極復(fù)雜又極易受到環(huán)境變化的干擾的動(dòng)態(tài)生態(tài)系統(tǒng)中。隨著社會(huì)及經(jīng)濟(jì)技術(shù)的極速推進(jìn)，人們生活與工作的周邊環(huán)境也在不斷發(fā)生變化。生態(tài)環(huán)境中變化因素的不斷增加給環(huán)境的保護(hù)工作帶來了一定的難度，包括水污染、空氣污染、噪聲污染、城市周邊土地沙化等諸多資源環(huán)境問題不斷發(fā)生。

生物化學(xué)技術(shù)作為與生態(tài)環(huán)境緊密的一門學(xué)科及技術(shù)，對于環(huán)境的改善也發(fā)揮著巨大的積極作用。生物化學(xué)對環(huán)境的改造主要體現(xiàn)為：清除化學(xué)污染（具體為減少農(nóng)藥污染）、修復(fù)被生物或者化學(xué)藥劑污染的土壤、凈化污水以及減少白色污染。

2.1.1 減少農(nóng)藥污染

勞動(dòng)人民多年前就已經(jīng)熟練掌握利用化學(xué)試劑（農(nóng)藥）對莊稼以及植物進(jìn)行除蟲的技術(shù)。然而一部分農(nóng)藥會(huì)殘留在土壤中，長時(shí)間無法降解，對土地環(huán)境造成危害。科研人員們利用生物化學(xué)技術(shù)，用微生物來降解土壤中的殘留農(nóng)藥；并且廣泛推廣生物農(nóng)藥，保護(hù)土壤環(huán)境。

2.1.2 修復(fù)土壤

導(dǎo)致土壤污染的途徑有很多，其中最主要的為重金屬污染。而對被重金屬污染的土壤的修復(fù)也成為現(xiàn)今研究的熱門話題。人們通過生物化學(xué)中的酶促反應(yīng)技術(shù)，將土壤中的重金屬的化學(xué)形態(tài)進(jìn)行改善，在降解一部分毒性的同時(shí)將重金屬進(jìn)行固定，減少其在土壤中的移動(dòng)性，最終再利用生物吸收技術(shù)減少其含量。由此改善并且修復(fù)被生物或者化學(xué)藥劑污染的土壤，防止水土流失。

2.1.3 凈化污水

污水處理問題一直是環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域的一個(gè)重大課題，如何對污水進(jìn)行有效處理并實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用，減少水資源的消耗一直是科研人員們研究的重點(diǎn)以及難點(diǎn)。利用生物化學(xué)技術(shù)中的微生物可以降解污水中的毒性，且微生物多是利用自身的活性來凈化污水，不會(huì)造成水資源的二次污染。由此，通常利用固化酶技術(shù)對污水進(jìn)行處理，以保證水質(zhì)的健康、無害。

2.1.4 減少白色污染

現(xiàn)代人們購物常會(huì)使用塑料的購物袋，且大多數(shù)商品的包裝均為塑料制品。農(nóng)用的地膜或者廢棄的塑料很難自行降解，由此，白色污染成了現(xiàn)代環(huán)境污染的重要問題之一。殘留于土壤中的塑料會(huì)降低土壤環(huán)境的營養(yǎng)成分，導(dǎo)致土地荒蕪，給人們的生活帶來巨大的麻煩。科學(xué)家們利用生物技術(shù)，用微生物合成效果極好的降解菌，有效減少白色污染。

2.2 酶工程

工業(yè)化酶制劑的品質(zhì)改良及新品種的開發(fā)是現(xiàn)代生物技術(shù)介入最多的一個(gè)領(lǐng)域，并已取得令人矚目的成果。生物大分子之中，較為重要的就是酶。酶是由活細(xì)胞產(chǎn)生的一類蛋白質(zhì)，其具有較高的催化性能。由于酶的催化具有高度的專一性，科研人員們利用這一性能可以定向合成所需的物質(zhì)，并通過相關(guān)的生物化學(xué)技術(shù)開發(fā)特殊的酶來只催化特定的多糖進(jìn)行水解，也可開發(fā)特殊的蛋白水解酶，這一點(diǎn)無疑在藥物的全合成中具有重要作用。同時(shí)酶的催化也具有高效性，可大幅提高生產(chǎn)效率。

酶工程技術(shù)是一種利用細(xì)胞器或者細(xì)胞以及酶所具有的催化功能來生產(chǎn)出人類所需產(chǎn)品的一門新興技術(shù)，主要包括了酶的研制與生產(chǎn)、酶分子的修飾改造、細(xì)胞器或者細(xì)胞以及酶的固定化技術(shù)和生物傳感器。而酶工程技術(shù)現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于食品、輕化工業(yè)、能源開發(fā)、環(huán)境處理等領(lǐng)域。

2.2.1 食品保鮮方面

現(xiàn)今的食品保鮮技術(shù)一直是食品行業(yè)的重頭戲，而大多數(shù)食品制造商都會(huì)利用生物酶來對食品進(jìn)行保鮮工作。基于酶工程的生物酶為食品提供了一個(gè)利于保質(zhì)的環(huán)境。食品制造商根據(jù)不同食品中所含的酶的種類為其挑選不同的生物酶，使食物中所含的不利于食品保質(zhì)的酶得到抑制，降低其反應(yīng)速度，已達(dá)到保鮮的目的。

2.2.2 食品檢測以及分析

酶具有一定的特異性，所以酶可以用于對動(dòng)物以及植物材料的化合物的定量以及定性分析。例如，用檸檬酸裂解酶測定檸檬酸的含量；采用乙醇脫氫酶測定食品中的乙醇含量等。除此之外，在食品中加入一種或幾種酶，根據(jù)它們作用于食品中某些組分的結(jié)果，可以評價(jià)食品的質(zhì)量，這是一種十分簡便的方法。

2.3 蛋白質(zhì)工程

蛋白質(zhì)工程在許多方面具有重要意義。通過基因工程技術(shù)，對目的基因進(jìn)行有目的的改造，使其目的性地產(chǎn)生人們所需的蛋白質(zhì)。它可以應(yīng)用于提高蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性，以提高酶的保存時(shí)長；也可用于蛋白質(zhì)之間的融合；亦或是蛋白質(zhì)活性的改變。蛋白質(zhì)工程在工業(yè)、農(nóng)業(yè)以及醫(yī)藥方面都具有重要用途。目前科學(xué)家已經(jīng)通過對胰島素的改造使其成為速效藥劑，并且具有較為寬廣的應(yīng)用前景。

3 結(jié)語

從生物化學(xué)發(fā)展興起至今，國際以及國內(nèi)有關(guān)生物化學(xué)的生命科學(xué)基礎(chǔ)研究始終處于高速發(fā)展?fàn)顟B(tài)。20世紀(jì)70年代，我國成功合成人工酵母丙氨酸轉(zhuǎn)移核糖核酸(tRNAAla)；20世紀(jì)70年代，國際上圍繞DNA的相關(guān)研究技術(shù)迅猛發(fā)展，科研人員們在乙肝病毒基因的研究中取得重大突破；20世紀(jì)80年代，科學(xué)家們又成功實(shí)現(xiàn)了分子育種；一段時(shí)間里基因工程生產(chǎn)干擾素、胰島素、白介素、生長激素、表皮生長因子等都取得了成功。由此可見生物化學(xué)一直受到社會(huì)廣泛地重視，并繼續(xù)蓬勃發(fā)展。

[1]李煒煒與陸啟玉,酶工程在食品領(lǐng)域的應(yīng)用研究進(jìn)展.糧油食品科技,2008.16(3)：第34-36頁.

[2]黨翠茹,生物化學(xué)工程對當(dāng)前生態(tài)環(huán)境的改造.科技傳播,2013(9)：第154-154頁.

[3]生物化學(xué)工程發(fā)展問題及解決建議.

[4]陳紅征,李菊梅與楊潔,生物化學(xué)工程研究進(jìn)展及其發(fā)展趨勢.新疆工學(xué)院學(xué)報(bào),1999(01)：第71-74頁.

[5]林其誰,中國生物化學(xué)基礎(chǔ)研究40年回顧.生物化學(xué)與生物物理進(jìn)展,2014(10)：第930-935頁.