前言
第1章 生物芯片 1
1.1 生物 1
1.1.1 非生物与生物 1
1.1.2 生物的分界 1
1.1.3 生物的分类阶元 3
1.1.4 生物的命名 3
1.1.5 生物的起源与进化 4
1.1.6 生物的基本结构 6
1.1.7 生命的物质基础 7
1.1.8 生物的遗传变异 8
1.1.9 生物学及其分支学科 10
1.2 芯片 10
1.3 生物芯片的发展 11
1.3.1 生物芯片的概念 11
1.3.2 生物芯片的研究现状 12
1.3.3 生物芯片的分类 15
1.3.4 生物芯片的特征 17
1.3.5 生物芯片的制备 17
1.3.6 生物芯片的应用领域 18
第2章 基因芯片 21
2.1 核酸 21
2.1.1 核酸的研究历史 21
2.1.2 核酸的化学成分 23
2.1.3 核酸的分子结构及作用 25
2.1.4 核酸的主要性质 31
2.2 基因芯片的发展 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 基因芯片的分类 36
2.2.4 基因芯片的制备 37
2.2.5 基因芯片的应用 41
2.2.6 基因芯片研究展望 44
第3章 蛋白质芯片 45
3.1 蛋白质 45
3.1.1 蛋白质的含义 45
3.1.2 蛋白质的元素组成及特征 46
3.1.3 蛋白质的结构 46
3.1.4 蛋白质的性质 47
3.1.5 蛋白质的生理功能 49
3.1.6 蛋白质的分类 50
3.1.7 蛋白质的活性 51
3.1.8 蛋白质的研究历史 52
3.1.9 蛋白质的体内和体外研究方法 52
3.1.10 蛋白质组学研究 53
3.2 蛋白质芯片的发展 54
3.2.1 蛋白质芯片的原理 55
3.2.2 蛋白质芯片的制备 55
3.2.3 蛋白质芯片的分类 56
3.2.4 蛋白质芯片的应用 57
3.2.5 蛋白质芯片的优点 58
3.2.6 蛋白质芯片研究展望 59
第4章 细胞芯片 60
4.1 细胞 60
4.1.1 细胞的研究历史 60
4.1.2 细胞的结构 61
4.1.3 细胞的大小与特征 65
4.1.4 细胞的种类 65
4.1.5 细胞的活动进程 67
4.1.6 细胞的分裂方式 68
4.1.7 细胞的组成成分 70
4.2 细胞芯片的发展 72
4.2.1 细胞芯片的含义 72
4.2.2 细胞芯片的特征 72
4.2.3 细胞芯片的分类 73
4.2.4 细胞芯片研究展望 76
第5章 组织芯片 77
5.1 植物组织 77
5.1.1 植物组织的进化 77
5.1.2 成熟组织 78
5.1.3 分生组织 86
5.1.4 植物组织的相互联系 88
5.2 动物组织 89
5.2.1 上皮组织 89
5.2.2 结缔组织 89
5.2.3 肌肉组织 89
5.2.4 神经组织 90
5.3 组织芯片的发展 90
5.3.1 组织芯片的概念和特点 90
5.3.2 组织芯片的分类 91
5.3.3 组织芯片的优点 91
5.3.4 组织芯片的制备 92
5.3.5 组织芯片的应用 93
5.3.6 组织芯片研究展望 93
第6章 糖芯片 96
6.1 糖 96
6.1.1 糖类的概念和分类 96
6.1.2 单糖 97
6.1.3 低聚糖 99
6.1.4 多糖 101
6.1.5 糖复合物 105
6.1.6 糖的生物学功能 105
6.1.7 糖类的鉴定 105
6.2 糖芯片的发展 106
6.2.1 糖芯片的产生 106
6.2.2 糖芯片的原理 107
6.2.3 糖芯片的分类 107
6.2.4 糖芯片的应用 109
6.2.5 糖芯片研究展望 112
第7章 芯片实验室 113
7.1 芯片实验室的研究历史 113
7.2 芯片实验室的研究现状 114
7.3 芯片实验室的组成 114
7.4 芯片实验室的优点 115
7.5 芯片实验室的应用 116
7.6 芯片实验室研究展望 118
第8章 生物传感器 120
8.1 传感器 120
8.1.1 传感器的主要功能 121
8.1.2 传感器的常见种类 121
8.1.3 传感器的分类 130
8.1.4 传感器的特性 131
8.1.5 传感器的选型原则 133
8.1.6 传感器领域的常用术语 135
8.1.7 环境对传感器的影响 136
8.1.8 传感器技术产业特点 137
8.2 生物传感器的发展 138
8.2.1 生物传感器的结构 138
8.2.2 生物传感器的原理 138
8.2.3 生物传感器的发展历史 138
8.2.4 生物传感器的优点 139
8.2.5 生物传感器的分类 139
8.2.6 生物传感器的应用 141
8.2.7 生物传感器研究展望 145
第9章 应用寡核苷酸基因芯片检测水稻孕穗期不同器官的基因表达 147
9.1 引言 147
9.1.1 目的和意义 147
9.1.2 国内外研究现状 148
9.2 材料和方法 149
9.2.1 实验材料 149
9.2.2 技术路线 150
9.2.3 实验方法 150
9.3 实验结果 153
9.3.1 总RNA的提取与鉴定 153
9.3.2 总RNA反转录出cDNA 153
9.3.3 cDNA与芯片的杂交结果 154
9.4 讨论 160
9.4.1 水稻不同器官总RNA的提取 160
9.4.2 总RNA反转录出Cy3-dUTP标记的cDNA 160
9.4.3 影响基因芯片与标记cDNA杂交的因素 161
9.4.4 水稻孕穗期不同器官中的基因表达 162
参考文献 165
1.真核细胞
真核细胞（eukaryoticcell）指含有真核（被核膜包围的核）的细胞。其染色体数在一个以上，能进行有丝分裂，还能进行原生质流动和变形运动，而光合作用和氧化磷酸化作用则分别由叶绿体和线粒体进行。除细菌和蓝藻的细胞以外，所有的动物细胞以及植物细胞都属于真核细胞。由真核细胞构成的生物称为真核生物。在真核细胞的核中，DNA与组蛋白等蛋白质共同组成染色体结构，在核内可看到核仁。在细胞质内膜系统很发达，存在着内质网、高尔基体、线粒体和溶酶体等细胞器，分别行使特异的功能。
真核生物包括人们熟悉的动植物以及微小的原生动物、单细胞海藻、真菌、苔藓等。真核细胞具有一个或多个由双膜包裹的细胞核，遗传物质包含于核中，并以染色质或染色体的形式存在，它们含有少量的组蛋白及某些富含精氨酸和赖氨酸的碱性蛋白质。真核生物进行有性繁殖，并进行有丝分裂。2.原核细胞原核细胞（prokaryoticcell）没有核膜，遗传物质集中在一个没有明确界限的低电子密度区，称为拟核（nucleoid）。DNA为裸露的环状分子，通常没有结合蛋白，环的直径约为2.5nm，周长约几十纳米。大多数原核生物没有恒定的内膜系统，核糖体为70S型，原核细胞构成的生物称为原核生物，均为单细胞生物。组成原核生物的细胞，进化地位较低。
3.古核细胞
古核细胞也称古细菌（archaebacteria），是一类很特殊的细菌，多生活在极端的生态环境中。古核细胞具有原核生物的某些特征，如无核膜及内膜系统；也有真核生物的特征，如以甲硫氨酸起始蛋白质的合成、核糖体对氯霉素不敏感、RNA聚合酶和真核细胞的相似、DNA具有内含子并结合组蛋白；此外还具有既不同于原核细胞也不同于真核细胞的特征，如细胞膜中的脂类是不可皂化的，细胞壁不含肽聚糖，有的以蛋白质为主，有的含杂多糖，有的类似于肽聚糖，但都不含胞壁酸、D型氨基酸和二氨基庚二酸。一些典型的古核细胞如下：
极端嗜热菌（themophiles）:能生长在90℃以上的高温环境。例如，斯坦福大学科学家发现的古细菌，最适生长温度为100℃，80℃以下即失活；德国的斯梯特（Stetter）研究组在意大利海底发现的一族古细菌，能生活在110℃以上高温中，最适生长温度为98℃，降至84℃即停止生长；美国的Baross发现一些从火山口中分离出的细菌可以生活在250℃的环境中。嗜热菌的营养范围很广，多为异养菌.其中许多能将硫氧化以取得能量。
极端嗜盐菌（extremehalophiles）:生活在高盐度环境中，盐度可达25%，如死海和盐湖中。极端嗜盐菌的细胞壁由富含酸性氨基酸的糖蛋白组成，这种细胞壁结构的完整由离子键维持，高Na+浓度对于其细胞壁蛋白质亚单位之间的结合，保持细胞结构的完整性是必需的。当从高盐环境转到低盐环境后，一方面细胞壁蛋白解聚为蛋白质单体，使胞壁失去完整；另一方面细胞内外离子浓度平衡被打破，细胞吸水膨胀，最终引起胞壁破裂，菌体完全自溶。在它们生存环境中耐受或需要高盐浓度，如halobacterium（一种嗜盐菌）生活在盐湖、盐田及含盐的海水中，它们可污染海盐并引起咸鱼及腌制的动物腐败。由于嗜盐菌细胞含类胡萝}、素，大多数菌落呈红、粉红或橘红色。类胡萝卜素有利于保护它们抵御环境中强烈的阳光照射。有时嗜盐菌与某些藻类造成的污染将海水变成红色。
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