什么是生物芯片_吕遮油同学生物作业《什么是生物芯片》提升篇_生物_吕遮油
编辑： admin 2017-27-06
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什么是生物芯片导读：
这是一道问答式的生物题型，适合平时复习训练，是吕遮油同学精心总结并分享给大家的生物作业题目。这道生物题涉及到的生物考点是什么是生物芯片，这是吕遮油精心归类总结的政治考点——《什么是生物芯片：什么是生物芯片》，指导老师是禹老师，涉及到的政治教科书课本知识为：什么是生物芯片，主要考察什么是生物芯片：什么是生物芯片的相关政治知识考点，用所学的相关政治知识来进行解答，下面是吕遮油的政治作业的问答方式进行的分享（本道题以问答模式展开）。
题目：什么是生物芯片
什么是生物芯片：逆火学习站的吕遮油同学的作业题：《什么是生物芯片》解题思路
生物芯片,又称DNA芯片或基因芯片,它们是DNA杂交探针技术与半导体工业技术相结合的结晶.该技术系指将大量探针分子固定于支持物上后与带荧光标记的DNA样品分子进行杂交,通过检测每个探针分子的杂交信号强度进而获取样品分子的数量和序列信息.互助这道作业题的同学还参与了下面的作业题
题1： 什么是基因芯片
基因芯片,也叫DNA芯片,是在90年代中期发展出来的高科技产物.基因芯片大小如指甲盖一般,其基质一般是经过处理后的玻璃片.每个芯片的基面上都可划分出数万至数百万个小区.在指定的小区内,可固定大量具有特定功能、长约20个碱基序列的核酸分子（也叫分子探针）.什么是生物芯片：逆火学习站的吕遮油同学的作业题：《什么是生物芯片》解题思路
由于被固定的分子探针在基质上形成不同的探针阵列,利用分子杂交及平行处理原理,基因芯片可对遗传物质进行分子检测,因此可用于进行基因研究、法医鉴定、疾病检测和药物筛选等.基因芯片技术具有无可比拟的高效、快速和多参量特点,是在传统的生物技术如检测、杂交、分型和DNA测序技术等方面的一次重大创新和飞跃.什么是生物芯片：逆火学习站的吕遮油同学的作业题：《什么是生物芯片》解题思路
基因芯片在生命科学、医药研究、环境保护和农业等领域有极其重要的应用价值.在基因芯片的驱动下,人类正进入一个崭新的生物信息时代.基因破译什么是生物芯片：逆火学习站的吕遮油同学的作业题：《什么是生物芯片》解题思路
目前,由多国科学家参与的“人类基因组计划”,正力图在21世纪初绘制出完整的人类染色体排列图.众所周知,染色体是DNA的载体,基因是DNA上有遗传效应的片段,构成DNA的基本单位是四种碱基.由于每个人拥有30亿对碱基,破译所有DNA的碱基排列顺序无疑是一项巨型工程.与传统基因序列测定技术相比,基因芯片破译人类基因组和检测基因突变的速度要快数千倍.什么是生物芯片：逆火学习站的吕遮油同学的作业题：《什么是生物芯片》解题思路
基因芯片的检测速度之所以这么快,主要是因为基因芯片上有成千上万个微凝胶,可进行并行检测；同时,由于微凝胶是三维立体的,它相当于提供了一个三维检测平台,能固定住蛋白质和DNA并进行分析.什么是生物芯片：逆火学习站的吕遮油同学的作业题：《什么是生物芯片》解题思路
美国正在对基因芯片进行研究,已开发出能快速解读基因密码的“基因芯片”,使解读人类基因的速度比目前高1000倍.图1所示为一种内嵌基因芯片的基因检测装置.图1 内嵌基因芯片的基因检测装置基因诊断什么是生物芯片：逆火学习站的吕遮油同学的作业题：《什么是生物芯片》解题思路
通过使用基因芯片分析人类基因组,可找出致病的遗传基因.癌症、糖尿病等,都是遗传基因缺陷引起的疾病.医学和生物学研究人员将能在数秒钟内鉴定出最终会导致癌症等的突变基因.借助一小滴测试液,医生们能预测药物对病人的功效,可诊断出药物在治疗过程中的不良反应,还能当场鉴别出病人受到了何种细菌、病毒或其他微生物的感染.利用基因芯片分析遗传基因,将使10年后对糖尿病的确诊率达到50％以上.什么是生物芯片：逆火学习站的吕遮油同学的作业题：《什么是生物芯片》解题思路
未来人们在体检时,由搭载基因芯片的诊断机器人对受检者取血,转瞬间体检结果便可以显示在计算机屏幕上.利用基因诊断,医疗将从千篇一律的“大众医疗”的时代,进步到依据个人遗传基因而异的“定制医疗”的时代.基因环保什么是生物芯片：逆火学习站的吕遮油同学的作业题：《什么是生物芯片》解题思路
基因芯片在环保方面也大有可为.基因芯片可高效地探测到由微生物或有机物引起的污染,还能帮助研究人员找到并合成具有解毒和消化污染物功能的天然酶基因.这种对环境友好的基因一旦被发现,研究人员将把它们转入普通的细菌中,然后用这种转基因细菌清理被污染的河流或土壤.基因计算什么是生物芯片：逆火学习站的吕遮油同学的作业题：《什么是生物芯片》解题思路
DNA分子类似“计算机磁盘”,拥有信息的保存、复制、改写等功能.将螺旋状的DNA的分子拉直,其长度将超过人的身高,但若把它折叠起来,又可以缩小为直径只有几微米的小球.因此,DNA分子被视为超高密度、大容量的分子存储器.什么是生物芯片：逆火学习站的吕遮油同学的作业题：《什么是生物芯片》解题思路
基因芯片经过改进,利用不同生物状态表达不同的数字后还可用于制造生物计算机.基于基因芯片和基因算法,未来的生物信息学领域,将有望出现能与当今的计算机业硬件巨头――英特尔公司、软件巨头――微软公司相匹敌的生物信息企业.什么是生物芯片：逆火学习站的吕遮油同学的作业题：《什么是生物芯片》解题思路
基因芯片（Gene Chip）准确的讲（或者说是狭义的基因芯片）是指DNA芯片（DNA Chip）,其原理是指利用现代探针固相原位合成技术、照相平板印刷技术、高分子合成技术等微电子技术把大量分子生物学技术（包括南北印迹技术、探针杂交技术、PCR等）具体而微的固定在一定狭小的空间内,以实现高速度、高通量、集约化和低成本的分析技术.基因芯片的概念现已泛化到生物芯片（biochip）、微阵列（Microarray）、DNA芯片（DNA chip）,甚至蛋白芯片.什么是生物芯片：逆火学习站的吕遮油同学的作业题：《什么是生物芯片》解题思路
由于基因芯片高速度、高通量、集约化和低成本的特点,基诞生以来就受到科学界的广泛关注,正如晶体管电路向集成电路发展的经历一样,分子生物学技术的集成化正在使生命科学的研究和应用发生一场革命.题2： 【基因芯片上面是什么是DNA,还是硅】[生物科目]
就是DNA基因芯片（又称 DNA 芯片、生物芯片）技术就是顺应这一科学发展要求的产物,它的出现为解决此类问题提供了光辉的前景.该技术系指将大量（通常每平方厘米点阵密度高于 400 ）探针分子固定于支持物上后与标记的...题3： 【何谓"生物芯片"?它是怎样分类的?它的应用领域是什么?】[化学科目]
我说简单点吧,给非生物专业的朋友们看看.生物芯片不是类似电脑芯片的东西,只不过借用了“芯片”高度集成这个特点.什么是生物芯片：逆火学习站的吕遮油同学的作业题：《什么是生物芯片》解题思路
检测生物分子之间的是否有功能上的联系主要看它们之间是否能结合.举个简单的例子：先把A分子固定在某介质上,加入B分子（带有颜色或者荧光）,提供充分反应的条件,然后用溶液洗脱.如果A、B能结合,那么B便不会被洗脱,这个区域会呈现颜色或者荧光.如果A、B不能结合,则B别洗掉,该区域没有颜色或者荧光.什么是生物芯片：逆火学习站的吕遮油同学的作业题：《什么是生物芯片》解题思路
两个分子还好办,如果要验证某个分子与成千上万种分子是否相互作用,那这样一个一个的实验,工作量不免显得太庞大了.于是,诞生了生物芯片,在很小的芯片上,点了数目众多的生物分子溶液液滴,经过处理固定在上面.这样,某种生物分子的溶液先覆盖这个芯片反应,再洗脱,观察结果,就可以一次完成成千上万种反应了.加之生物芯片的商品化,大大的加速了生命科学研究的发展.什么是生物芯片：逆火学习站的吕遮油同学的作业题：《什么是生物芯片》解题思路
最后,再强调一点,生物芯片不能用来造计算机,呵呵.题4： 【谁能告诉下什么是生物芯片?具体一点!他有什么作用!是不是不会中数据性质的病毒?】
生物芯片技术是随着"人类基因组计划"（human genome project, HGP）的进展而发展起来的,它是90年代中期以来影响最深远的重大科技进展之一,它融微电子学、生物学、物理学、化学、计算机科学为一体的高度交叉的新技术,具有重大的基础研究价值,又具有明显的产业化前景.生物芯片技术包括基因芯片、蛋白质芯片、细胞芯片、组织芯片、以及元件型微阵列芯片、通道型微阵列芯片、生物传感芯片等新型生物芯片（1）.本文主要讨论基因芯片技术,它为"后基因组计划"时期基因功能的研究提供了强有力的工具,将会使基因诊断、药物筛选、给药个性化等方面取得重大突破,该技术被评为1998年度世界十大科技进展之一. 1 基本概念什么是生物芯片：逆火学习站的吕遮油同学的作业题：《什么是生物芯片》解题思路
基因芯片（gene chip）也叫DNA芯片、DNA微阵列（DNA microarray）、寡核苷酸阵列（oligonucleotide array）,是指采用原位合成（in situ synthesis）或显微打印手段,将数以万计的DNA探针固化于支持物表面上,产生二维DNA探针阵列,然后与标记的样品进行杂交,通过检测杂交信号来实现对生物样品快速、并行、高效地检测或医学诊断,由于常用硅芯片作为固相支持物,且在制备过程运用了计算机芯片的制备技术,所以称之为基因芯片技术. 2 技术基本过程 2．1 DNA方阵的构建什么是生物芯片：逆火学习站的吕遮油同学的作业题：《什么是生物芯片》解题思路
选择硅片、玻璃片、瓷片或聚丙烯膜、尼龙膜等支持物,并作相应处理,然后采用光导化学合成和照相平板印刷技术可在硅片等表面合成寡核苷酸探针;（2）或者通过液相化学合成寡核苷酸链探针,或PCR技术扩增基因序列,再纯化、定量分析,由阵列复制器（arraying and replicating device ARD）,或阵列机（arrayer）及电脑控制的机器人,准确、快速地将不同探针样品定量点样于带正电荷的尼龙膜或硅片等相应位置上,再由紫外线交联固定后即得到DNA微阵列或芯片（3）. 2．2 样品DNA或mRNA的准备.什么是生物芯片：逆火学习站的吕遮油同学的作业题：《什么是生物芯片》解题思路
从血液或活组织中获取的DNA/mRNA样品在标记成为探针以前必须进行扩增提高阅读灵敏度.Mosaic Technologies公司发展了一种固相PCR系统,好于传统PCR技术,他们在靶DNA上设计一对双向引物,将其排列在丙烯酰胺薄膜上,这种方法无交叉污染且省去液相处理的繁锁；Lynx Therapeutics公司提出另一个革新的方法,即大规模平行固相克隆（massively parallel solid-phase cloning）这个方法可以对一个样品中数以万计的DNA片段同时进行克隆,且不必分离和单独处理每个克隆,使样品扩增更为有效快速（4）. 在PCR扩增过程中,必须同时进行样品标记,标记方法有荧光标记法、生物素标记法、同位素标记法等. 2．3 分子杂交什么是生物芯片：逆火学习站的吕遮油同学的作业题：《什么是生物芯片》解题思路
样品DNA与探针DNA互补杂交要根据探针的类型和长度以及芯片的应用来选择、优化杂交条件.如用于基因表达监测,杂交的严格性较低、低温、时间长、盐浓度高；若用于突变检测,则杂交条件相反（5）.芯片分子杂交的特点是探针固化,样品荧光标记,一次可以对大量生物样品进行检测分析,杂交过程只要30min.美国Nangon公司采用控制电场的方式,使分子杂交速度缩到1min,甚至几秒钟（6）.德国癌症研究院的Jorg Hoheisel等认为以肽核酸（PNA）为探针效果更好. 2．4 杂交图谱的检测和分析什么是生物芯片：逆火学习站的吕遮油同学的作业题：《什么是生物芯片》解题思路
用激光激发芯片上的样品发射荧光,严格配对的杂交分子,其热力学稳定性较高,荧光强；不完全杂交的双键分子热力学稳定性低,荧光信号弱（不到前者的1/35~1/5）（2）,不杂交的无荧光.不同位点信号被激光共焦显微镜,或落射荧光显微镜等检测到,由计算机软件处理分析,得到有关基因图谱.目前,如质谱法、化学发光法、光导纤维法等更灵敏`、快速,有取代荧光法的趋势. 3 应用 3．1 测序什么是生物芯片：逆火学习站的吕遮油同学的作业题：《什么是生物芯片》解题思路
基因芯片利用固定探针与样品进行分子杂交产生的杂交图谱而排列出待测样品的序列,这种测定方法快速而具有十分诱人的前景.Mark chee等用含135000个寡核苷酸探针的阵列测定了全长为16.6kb的人线粒体基因组序列,准确率达99%（7）.Hacia等用含有48000个寡核苷酸的高密度微阵列分析了黑猩猩和人BRCA1基因序列差异,结果发现在外显子11约3.4kb长度范围内的核酸序列同源性在98.2%到83.5%之间,提示了二者在进化上的高度相似性（8）. 3．2 基因表达水平的检测.什么是生物芯片：逆火学习站的吕遮油同学的作业题：《什么是生物芯片》解题思路
用基因芯片进行的表达水平检测可自动、快速地检测出成千上万个基因的表达情况.Schena等采用拟南芥基因组内共45个基因的cDNA微阵列（其中14个为完全序列,31个为EST）,检测该植物的根、叶组织内这些基因的表达水平,用不同颜色的荧光素标记逆转录产物后分别与该微阵列杂交,经激光共聚焦显微扫描,发现该植物根和叶组织中存在26个基因的表达差异,而参与叶绿素合成的CAB1基因在叶组织较根组织表达高500倍.（9）Schena等用人外周血淋巴细胞的cDNA文库构建一个代表1046个基因的cDNA微阵列,来检测体外培养的T细胞对热休克反应后不同基因表达的差异,发现有5个基因在处理后存在非常明显的高表达,11个基因中度表达增加和6个基因表达明显抑制.该结果还用荧光素交换标记对照和处理组及RNA印迹方法证实（10）.在HGP完成之后,用于检测在不同生理、病理条件下的人类所有基因表达变化的基因组芯片为期不远了（11）. 3．3 基因诊断什么是生物芯片：逆火学习站的吕遮油同学的作业题：《什么是生物芯片》解题思路
从正常人的基因组中分离出DNA与DNA芯片杂交就可以得出标准图谱.从病人的基因组中分离出DNA与DNA芯片杂交就可以得出病变图谱.通过比较、分析这两种图谱,就可以得出病变的DNA信息.这种基因芯片诊断技术以其快速、高效、敏感、经济、平行化、自动化等特点,将成为一项现代化诊断新技术.例如,Affymetrix公司,把P53基因全长序列和已知突变的探针集成在芯片上,制成P53基因芯片,将在癌症早期诊断中发挥作用.又如,Heller等构建了96个基因的cDNA微阵,用于检测分析风湿性关节炎（RA）相关的基因,以探讨DNA芯片在感染性疾病诊断方面的应用（12）.现在,肝炎病毒检测诊断芯片、结核杆菌耐药性检测芯片、多种恶性肿瘤相关病毒基因芯片等一系列诊断芯片逐步开始进入市场.基因诊断是基因芯片中最具有商业化价值的应用. 3．4 药物筛选什么是生物芯片：逆火学习站的吕遮油同学的作业题：《什么是生物芯片》解题思路
如何分离和鉴定药的有效成份是目前中药产业和传统的西药开发遇到的重大障碍,基因芯片技术是解决这一障碍的有效手段,它能够大规模地筛选、通用性强,能够从基因水平解释药物的作用机理,即可以利用基因芯片分析用药前后机体的不同组织、器官基因表达的差异.如果再用m RNA 构建c DNA表达文库,然后用得到的肽库制作肽芯片,则可以从众多的药物成分中筛选到起作用的部分物质.或者,利用RNA、单链DNA有很大的柔性,能形成复杂的空间结构,更有利与靶分子相结合,可将核酸库中的RNA或单链DNA固定在芯片上,然后与靶蛋白孵育,形成蛋白质-RNA或蛋白质-DNA复合物,可以筛选特异的药物蛋白或核酸,因此芯片技术和RNA库的结合在药物筛选中将得到广泛应用.在寻找HIV药物中,Jellis等用组合化学合成及DNA芯片技术筛选了654536种硫代磷酸八聚核苷酸,并从中确定了具有XXG4XX样结构的抑制物,实验表明,这种筛选物对HIV感染细胞有明显阻断作用.（13）生物芯片技术使得药物筛选,靶基因鉴别和新药测试的速度大大提高,成本大大降低.基因芯片药物筛选技术工作目前刚刚起步,美国很多制药公司已开始前期工作,即正在建立表达谱数据库,从而为药物筛选提供各种靶基因及分析手段.这一技术具有很大的潜在应用价值. 3．5 给药个性化什么是生物芯片：逆火学习站的吕遮油同学的作业题：《什么是生物芯片》解题思路
临床上,同样药物的剂量对病人甲有效可能对病人乙不起作用,而对病人丙则可能有副作用.在药物疗效与副作用方面,病人的反应差异很大.这主要是由于病人遗传学上存在差异,如药物应答基因,导致对药物产生不同的反应.例如细胞色素P450酶与大约25%广泛使用的药物的代谢有关,如果病人该酶的基因发生突变就会对降压药异喹胍产生明显的副作用,大约5%~10%的高加索人缺乏该酶基因的活性.现已弄清楚这类基因存在广泛变异,这些变异除对药物产生不同反应外,还与易犯各种疾病如肿瘤、自身免疫病和帕金森病有关.如果利用基因芯片技术对患者先进行诊断,再开处方,就可对病人实施个体优化治疗.另一方面,在治疗中,很多同种疾病的具体病因是因人而异的,用药也应因人而异.例如乙肝有较多亚型,HBV基因的多个位点如S,P及C基因区易发生变异.若用乙肝病毒基因多态性检测芯片每隔一段时间就检测一次,这对指导用药防止乙肝病毒耐药性很有意义.又如,现用于治疗AIDS的药物主要是病毒逆转录酶RT和蛋白酶PRO的抑制剂,但在用药3-12月后常出现耐药,其原因是rt、pro基因产生一个或多个点突变.Rt基因四个常见突变位点是Asp67→Asn、Lys70→Arg、Thr215→Phe、Tyr和Lys219→Glu,四个位点均突变较单一位点突变后对药物的耐受能力成百倍增加（14）.如将这些基因突变部位的全部序列构建为DNA芯片,则可快速地检测病人是这一个或那一个或多个基因发生突变,从而可对症下药,所以对指导治疗和预后有很大的意义. 此外,基因芯片在新基因发现、药物基因组图、中药物种鉴定、DNA计算机研究等方面都有巨大应用价值. 4 基因芯片国内外现状和前景什么是生物芯片：逆火学习站的吕遮油同学的作业题：《什么是生物芯片》解题思路
自从1996年美国Affymetrix公司成功地制作出世界上首批用于药物筛选和实验室试验用的生物芯片,并制作出芯片系统（15）,此后世界各国在芯片研究方面快速前进,不断有新的突破.美国的Hyseq公司、Syntexi公司、Nanogen公司、Incyte公司及日本、欧洲各国都积极开展DNA芯片研究工作；摩托罗拉、惠普、IBM等跨国公司也相继投以巨资开展芯片研究.98年12月Affymefrix公司和Molecular Dynamics公司宣布成立基因分析协会（Genetic Analysis Technology Consortium）以制定一个统一的技术平台生产更有效而价谦的设备,与此相呼应,英国的Amershcem Pharmacia Biotechnology公司也在同一天宣布将提供部分掌握的技术以推动这项技术的应用（16）.美国关于芯片技术召开了两次会议,克林顿总统在会上高度赞赏和肯定该技术,将基因芯片看作是保证一生健康的指南针（17）.预计在今后五年内生物芯片销售可达200-300亿美元；据《财富》杂志预测（97.3）,在21世纪,生物芯片对人类的影响将可能超过微电子芯片.什么是生物芯片：逆火学习站的吕遮油同学的作业题：《什么是生物芯片》解题思路
参考资料：http://www.stcsm.gov.cn/learning/lesson/shengwu/20020520/20020520-4.asp题5： 【生物芯片是什么】[生物科目]
生物芯片这一概念出现在上个世纪80年代初期,当时有人提出通过微电子技术和生物技术相结合,制作出具有生物活性的微结构的构想.但是由于加工技术等相关科技手段的限制,直到90年代,生物芯片技术才取得长足的进步.什么是生物芯片：逆火学习站的吕遮油同学的作业题：《什么是生物芯片》解题思路
生物芯片是现代微加工技术和生物科技相结合的产物,是通过光刻或者生物分子自组装技术,在平板载体内部或者表面制作出的可以完成一定生物反应功能的微装置.根据用途不同,生物芯片主要分为两大类,一类是生物电子芯片,用于生物计算机等生物电子产品的制造.另一类是生物分析芯片,用于各种生物大分子,细胞组织的操作以及生物化学反应检测.在生命科学仪器范畴讨论的通常是后面一类芯片,本文也只以这类芯片作为讨论对象.生物分析芯片按功能微结构在载体上分布的不同又可以分为二维分析芯片和三维分析芯片.二维分析芯片依赖固定在载体表面的生物分子完成生化反应检测.最常见的二维芯片是二维阵列芯片(Microarray),包括基因芯片、蛋白芯片和其它微阵列芯片.基因芯片是目前发展最为成熟的生物芯片,通过表面上固定的高密度DNA探针(现在单片基因芯片上的探针总数已达数十万个)与待测溶液中互补DNA片断的杂交反应来识别未知样品.根据用途的不同,基因芯片又可以分为测序芯片,表达芯片等等.三维芯片又称芯片实验室(1ab On a chip,LOAC),是在载体内部加工微通道、样品池、反应仓、以及各种控制和检测元件的具有一定空间结构的微芯片.三维芯片种类比较多,常见的有微电泳芯片、三维阵列芯片、PCR芯片等等.什么是生物芯片：逆火学习站(img1.72589.com)的吕遮油同学的作业题：《什么是生物芯片》解题思路
什么是生物芯片小结：
通过以上关于吕遮油同学对什么是生物芯片：什么是生物芯片的解题复习冲刺分享，相信同学们已经对什么是生物芯片的相关政治作业考点会有所突破。学习政治就是要学会去理解，并仔细思考吕遮油同学分享的解答《什么是生物芯片》这道作业题的解题思路，把政治考试中可能涵盖的考点都在平时得到加强训练，才能让自己的政治科目得到提升。