前言
第1章 生物芯片 1
1.1 生物 1
1.1.1 非生物與生物 1
1.1.2 生物的分界 1
1.1.3 生物的分類階元 3
1.1.4 生物的命名 3
1.1.5 生物的起源與進化 4
1.1.6 生物的基本結構 6
1.1.7 生命的物質基礎 7
1.1.8 生物的遺傳變異 8
1.1.9 生物學及其分支學科 10
1.2 芯片 10
1.3 生物芯片的發展 11
1.3.1 生物芯片的概念 11
1.3.2 生物芯片的研究現狀 12
1.3.3 生物芯片的分類 15
1.3.4 生物芯片的特征 17
1.3.5 生物芯片的制備 17
1.3.6 生物芯片的應用領域 18
第2章 基因芯片 21
2.1 核酸 21
2.1.1 核酸的研究歷史 21
2.1.2 核酸的化學成分 23
2.1.3 核酸的分子結構及作用 25
2.1.4 核酸的主要性質 31
2.2 基因芯片的發展 34
2.2.1 基因芯片概述 34
2.2.2 基因芯片的原理 35
2.2.3 基因芯片的分類 36
2.2.4 基因芯片的制備 37
2.2.5 基因芯片的應用 41
2.2.6 基因芯片研究展望 44
第3章 蛋白質芯片 45
3.1 蛋白質 45
3.1.1 蛋白質的含義 45
3.1.2 蛋白質的元素組成及特征 46
3.1.3 蛋白質的結構 46
3.1.4 蛋白質的性質 47
3.1.5 蛋白質的生理功能 49
3.1.6 蛋白質的分類 50
3.1.7 蛋白質的活性 51
3.1.8 蛋白質的研究歷史 52
3.1.9 蛋白質的體內和體外研究方法 52
3.1.10 蛋白質組學研究 53
3.2 蛋白質芯片的發展 54
3.2.1 蛋白質芯片的原理 55
3.2.2 蛋白質芯片的制備 55
3.2.3 蛋白質芯片的分類 56
3.2.4 蛋白質芯片的應用 57
3.2.5 蛋白質芯片的優點 58
3.2.6 蛋白質芯片研究展望 59
第4章 細胞芯片 60
4.1 細胞 60
4.1.1 細胞的研究歷史 60
4.1.2 細胞的結構 61
4.1.3 細胞的大小與特征 65
4.1.4 細胞的種類 65
4.1.5 細胞的活動進程 67
4.1.6 細胞的分裂方式 68
4.1.7 細胞的組成成分 70
4.2 細胞芯片的發展 72
4.2.1 細胞芯片的含義 72
4.2.2 細胞芯片的特征 72
4.2.3 細胞芯片的分類 73
4.2.4 細胞芯片研究展望 76
第5章 組織芯片 77
5.1 植物組織 77
5.1.1 植物組織的進化 77
5.1.2 成熟組織 78
5.1.3 分生組織 86
5.1.4 植物組織的相互聯系 88
5.2 動物組織 89
5.2.1 上皮組織 89
5.2.2 結締組織 89
5.2.3 肌肉組織 89
5.2.4 神經組織 90
5.3 組織芯片的發展 90
5.3.1 組織芯片的概念和特點 90
5.3.2 組織芯片的分類 91
5.3.3 組織芯片的優點 91
5.3.4 組織芯片的制備 92
5.3.5 組織芯片的應用 93
5.3.6 組織芯片研究展望 93
第6章 糖芯片 96
6.1 糖 96
6.1.1 糖類的概念和分類 96
6.1.2 單糖 97
6.1.3 低聚糖 99
6.1.4 多糖 101
6.1.5 糖復合物 105
6.1.6 糖的生物學功能 105
6.1.7 糖類的鑒定 105
6.2 糖芯片的發展 106
6.2.1 糖芯片的產生 106
6.2.2 糖芯片的原理 107
6.2.3 糖芯片的分類 107
6.2.4 糖芯片的應用 109
6.2.5 糖芯片研究展望 112
第7章 芯片實驗室 113
7.1 芯片實驗室的研究歷史 113
7.2 芯片實驗室的研究現狀 114
7.3 芯片實驗室的組成 114
7.4 芯片實驗室的優點 115
7.5 芯片實驗室的應用 116
7.6 芯片實驗室研究展望 118
第8章 生物傳感器 120
8.1 傳感器 120
8.1.1 傳感器的主要功能 121
8.1.2 傳感器的常見種類 121
8.1.3 傳感器的分類 130
8.1.4 傳感器的特性 131
8.1.5 傳感器的選型原則 133
8.1.6 傳感器領域的常用術語 135
8.1.7 環境對傳感器的影響 136
8.1.8 傳感器技術產業特點 137
8.2 生物傳感器的發展 138
8.2.1 生物傳感器的結構 138
8.2.2 生物傳感器的原理 138
8.2.3 生物傳感器的發展歷史 138
8.2.4 生物傳感器的優點 139
8.2.5 生物傳感器的分類 139
8.2.6 生物傳感器的應用 141
8.2.7 生物傳感器研究展望 145
第9章 應用寡核苷酸基因芯片檢測水稻孕穗期不同器官的基因表達 147
9.1 引言 147
9.1.1 目的和意義 147
9.1.2 國內外研究現狀 148
9.2 材料和方法 149
9.2.1 實驗材料 149
9.2.2 技術路線 150
9.2.3 實驗方法 150
9.3 實驗結果 153
9.3.1 總RNA的提取與鑒定 153
9.3.2 總RNA反轉錄出cDNA 153
9.3.3 cDNA與芯片的雜交結果 154
9.4 討論 160
9.4.1 水稻不同器官總RNA的提取 160
9.4.2 總RNA反轉錄出Cy3-dUTP標記的cDNA 160
9.4.3 影響基因芯片與標記cDNA雜交的因素 161
9.4.4 水稻孕穗期不同器官中的基因表達 162
參考文獻 165
1.真核細胞
真核細胞（eukaryoticcell）指含有真核（被核膜包圍的核）的細胞。其染色體數在一個以上，能進行有絲分裂，還能進行原生質流動和變形運動，而光合作用和氧化磷酸化作用則分別由葉綠體和線粒體進行。除細菌和藍藻的細胞以外，所有的動物細胞以及植物細胞都屬于真核細胞。由真核細胞構成的生物稱為真核生物。在真核細胞的核中，DNA與組蛋白等蛋白質共同組成染色體結構，在核內可看到核仁。在細胞質內膜系統很發達，存在著內質網、高爾基體、線粒體和溶酶體等細胞器，分別行使特異的功能。
真核生物包括人們熟悉的動植物以及微小的原生動物、單細胞海藻、真菌、苔蘚等。真核細胞具有一個或多個由雙膜包裹的細胞核，遺傳物質包含于核中，并以染色質或染色體的形式存在，它們含有少量的組蛋白及某些富含精氨酸和賴氨酸的堿性蛋白質。真核生物進行有性繁殖，并進行有絲分裂。2.原核細胞原核細胞（prokaryoticcell）沒有核膜，遺傳物質集中在一個沒有明確界限的低電子密度區，稱為擬核（nucleoid）。DNA為裸露的環狀分子，通常沒有結合蛋白，環的直徑約為2.5nm，周長約幾十納米。大多數原核生物沒有恒定的內膜系統，核糖體為70S型，原核細胞構成的生物稱為原核生物，均為單細胞生物。組成原核生物的細胞，進化地位較低。
3.古核細胞
古核細胞也稱古細菌（archaebacteria），是一類很特殊的細菌，多生活在極端的生態環境中。古核細胞具有原核生物的某些特征，如無核膜及內膜系統；也有真核生物的特征，如以甲硫氨酸起始蛋白質的合成、核糖體對氯霉素不敏感、RNA聚合酶和真核細胞的相似、DNA具有內含子并結合組蛋白；此外還具有既不同于原核細胞也不同于真核細胞的特征，如細胞膜中的脂類是不可皂化的，細胞壁不含肽聚糖，有的以蛋白質為主，有的含雜多糖，有的類似于肽聚糖，但都不含胞壁酸、D型氨基酸和二氨基庚二酸。一些典型的古核細胞如下：
極端嗜熱菌（themophiles）:能生長在90℃以上的高溫環境。例如，斯坦福大學科學家發現的古細菌，最適生長溫度為100℃，80℃以下即失活；德國的斯梯特（Stetter）研究組在意大利海底發現的一族古細菌，能生活在110℃以上高溫中，最適生長溫度為98℃，降至84℃即停止生長；美國的Baross發現一些從火山口中分離出的細菌可以生活在250℃的環境中。嗜熱菌的營養范圍很廣，多為異養菌.其中許多能將硫氧化以取得能量。
極端嗜鹽菌（extremehalophiles）:生活在高鹽度環境中，鹽度可達25%，如死海和鹽湖中。極端嗜鹽菌的細胞壁由富含酸性氨基酸的糖蛋白組成，這種細胞壁結構的完整由離子鍵維持，高Na+濃度對于其細胞壁蛋白質亞單位之間的結合，保持細胞結構的完整性是必需的。當從高鹽環境轉到低鹽環境后，一方面細胞壁蛋白解聚為蛋白質單體，使胞壁失去完整；另一方面細胞內外離子濃度平衡被打破，細胞吸水膨脹，最終引起胞壁破裂，菌體完全自溶。在它們生存環境中耐受或需要高鹽濃度，如halobacterium（一種嗜鹽菌）生活在鹽湖、鹽田及含鹽的海水中，它們可污染海鹽并引起咸魚及腌制的動物腐敗。由于嗜鹽菌細胞含類胡蘿}、素，大多數菌落呈紅、粉紅或橘紅色。類胡蘿卜素有利于保護它們抵御環境中強烈的陽光照射。有時嗜鹽菌與某些藻類造成的污染將海水變成紅色。
……
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