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说明基因芯片的工作原理及其在生物学研究中的意义。

题目
问答题
说明基因芯片的工作原理及其在生物学研究中的意义。
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相似问题和答案

第1题：

请简要说明基因芯片技术在致病微生物研究中的应用。


正确答案:高密度寡核苷酸基因芯片利用核酸杂交基本原理，只用单一杂交试验完成大量序列平行鉴定，迅速、敏感地检测基因表达，为研究基因组信息与功能提供了有力的工具，应用非常广泛。
在致病微生物中应用有：
1.研究感染病毒基因组，分析病毒基因多态性，了解病毒抗药基因，分析药物作用下病毒基因表达情况。
2.检测感染宿主的基因表达改变，研究病毒致病机制。
3.研究细菌基因分型与菌种鉴定，检测细菌抗药性基因，指导临床用药。
4.对细菌基因组多个基因表达同时进行定量分析，为研究细菌对环境信号或药物的反应提供了一种高效的检测方法。

第2题：

简述ATM的工作原理及其信元的结构。并说明信元头部各字段的作用和意义


正确答案: ATM的工作原理：ATM是一种转换模式（即前面所说的传输方式），在这一模式中信息被组织成信元（Cell），包含一段信息的信元并不需要周期性地出现在信道上，从这个意义上来说，这种转换模式是异步的。
ATM的信元结构：ATM的信元具有固定长度，即总是53个字节。其中5个字节是信头，48个字节是信息段。信头包含各种控制信息，主要是表示信元去向的逻辑地址，另外还有一些维护信息、优先级及信头的纠错码，信息段中包含来自各种不同业务的用户数据，这些数据透明地穿越网络。
信头各字段的含义及功能：
GFC://一般流量控制字段，用以确定发送顺序的优先级。
VPI：虚路径标识字段/虚通道标识字段，用作路由选择。
PT：负荷类型字段，用以标识信元头部数据字段所携带的数据的类型。
CLP：信元丢失优先级字段，用于拥塞控制。当网络出现拥塞时，首先丢弃CLP最小值的信元。
HEC://信头差错控制字段，用以检测信头中的差错，并可纠正其中的1比特错。HEC的功能在物理层实现。

第3题：

基因芯片在医药研究中的应用。


答案：
解析：
(1)定义:是以分子微阵列和结构微阵列为基础,借助原位化学合成和芯片机械点样建成高密度探针的微阵列。基因芯片可分为3种类型(4分)。(2)应用:1)基因转录和表达图谱:基因芯片在表达谱研究中起重要作用，基因组扫描,基因功能的发现;2)单核苷酸多态性:应用基因芯片对2.3Mb人类基因的SNP进行筛选;3)新药筛选;4)基因诊断药物基因组学;5)基因芯片的发展趋势。

第4题：

以乳糖子为例，说明操纵子学说的建立对分子生物学研究有何重要意义？


正确答案: 1、乳糖操纵子的组成：大肠杆菌乳糖操纵子含Z、Y、A三个结构基因，分别编码半乳糖苷酶、透酶和半乳糖苷乙酰转移酶，此外还有一个操纵序列O，一个启动子P和一个调节基因I。
2、阻遏蛋白的负性调节：没有乳糖存在时，I基因编码的阻遏蛋白结合于操纵序列O处，乳糖操纵子处于阻遏状态，不能合成分解乳糖的三种酶；有乳糖存在时，乳糖作为诱导物诱导阻遏蛋白变构，不能结合于操纵序列，乳糖操纵子被诱导开放合成分解乳糖的三种酶。所以，乳糖操纵子的这种调控机制为可诱导的负调控。
3、CAP的正性调节：在启动子上游有CAP结合位点，当大肠杆菌从以葡萄糖为碳源的环境转变为以乳糖为碳源的环境时，cAMP浓度升高，与CAP结合，使CAP发生变构，CAP结合于乳糖操纵子启动序列附近的CAP结合位点，激活RNA聚合酶活性，促进结构基因转录，调节蛋白结合于操纵子后促进结构基因的转录，对乳糖操纵子实行正调控，加速合成分解乳糖的三种酶。
4、协调调节：乳糖操纵子中的I基因编码的阻遏蛋白的负调控与CAP的正调控两种机制，互相协调、互相制约。

第5题：

请说说基因芯片技术在致病微生物研究中的应用。


正确答案:基因芯片在致病微生物中应用有：
1.研究感染病毒基因组，分析病毒基因多态性，了解病毒抗药基因及致病机制，分析药物作用下病毒基因表达情况。
2.检测感染宿主细胞基因表达改变，研究病毒致病机制。
3.研究细菌基因分型与菌种鉴定，检测细菌抗药性基因。
4.对细菌基因组多个基因的表达同时进行定量分析，以研究细菌对环境或药物的反应，研究细菌侵袭力的发生机理。

第6题：

试论述热管的工作原理及其在节能工作中的应用？


正确答案: 热管为一封闭的管状元件，有一管状外壳，内有起毛细输送作用的管芯，管内抽空后充以工作液体，然后封闭起来即成热管。
热管的一端为蒸发端（热输人端），另一端为冷凝端（热输出端），当蒸发端受热时，毛细管芯中的工作液体被气化、蒸发，吸取大量气化热，依靠压差使蒸气通过管腔迅速流向冷凝端，在冷凝端冷凝成液体，放出与吸收的气化热相等的冷凝潜热。工作液体又在管芯的毛细管作用下回到蒸发端。通过这种“蒸发-传输-冷凝”的反复循环，将热量不断地从蒸发端送往冷凝端，并传给受热工质。具体应用如空调用热管热交换器无论冬夏都可使用．冬天，把热量从排出气中传给新鲜冷空气．夏天，使热空气进人主调机之前得到预冷处理。如加上密封隔板来分高气流则可保证新鲜空气不受污染，这对于学校、医院这样的部门说来是很有必要的。采用热管回收装置可导致允许采用功率比原来低20—30%的空调系统。烟道中的热管换热器，可回收烟道中的烟气余热，可举各种例子，只要说明能量回收利用即可。

第7题：

试述基因芯片的工作原理及制备。


正确答案:基因芯片技术是建立在基因探针和杂交测序技术上的一种高效、快速的核酸序列分析手段。它将大量探针分子固定于支持物上，然后与标记的样品进行杂交，通过检测杂交信号的强度及分布来进行分析。在一块1cm2大小的基因芯片上，根据需要可固定数以千计甚至万计的基因，以此形成一个密集的基因方阵，实现对千万个基因的同步检测。基因芯片技术主要包括四个主要步骤：芯片制备、样品制备、杂交反应和信号检测以及结果分析。

第8题：

说明尖端放电的工作原理及其应用？
电荷在导体上的分布与导体的表面形状有关，在表面弯曲度大的地方，尤其是尖端部位，其电荷密集度较大，因此在带电导体的尖端部位空间，就可能产生电离击穿的电场强度，这种现象叫做尖端放电。
避雷针和电除尘器中电晕线都属于此现象在生产实践中的具体应用。
略

第9题：

简要说明真核生物基因组重复序列可能的生物学意义以及这些重复序列在基因组研究中的应用。


正确答案: 1、真核生物基因组中的重复序列包括高度重复序列和中度重复序列。
（1）高度重复序列由6—100个碱基组成，重复次数高达数百万次。其可能的生物学意义主要为：
①参与复制水平的调节，某些反向序列常存在于DNA复制起始点区的附近，另外许多反向重复序列是蛋白质与DNA的结合位点；
②参与基因表达的调控，对稳定RNA分子使其免受分解有重要作用；
③参与转位作用，转位基因末端的反向重复序列在转位作用中即能连接非同源的基因，又可以被参与转位的特异酶所识别；
④a卫星DNA成簇地分布在染色体着丝点附近，可能与染色体减数分裂时染色体配对有关，同源染色体之间的联会可能依赖于具有染色体专一性的特定卫星DNA顺序；
⑤与生物进化有关，不同种属特异性，但相近种属又有相似性；
⑥同一种属中不同个体的高度重复序列的重复次数不一样，这可作为每一个体的特征。
（2）中度重复序列重复次数在10-10000之间。基因中存在大量的重复序列用作编码基因，可以保证在较短时间内生成大量的rRNA、组蛋白等细胞生长与分裂急需的成分。另外，中度重复序列一般具有种特异性，在适当的情况下可以应用它们作为探针以区分不同种哺乳动物细胞的DNA。
2、在基因组学研究中，可以利用这些重复序列作为遗传标记绘制遗传图，通常使用的重复序列包括可变数目的串联重复和短的串联重复。VNTR分布在人类基因组的非编码区中，是一些串联排列的10多个碱基的重复序列，重复次数一般在10次以上。STR又被称为微卫星标记（MS），是一些由2-6个碱基组成的重复序列。微卫星标记在人类基因组中分布比较均匀，数目较多，信息含量也高。同时，微卫星标记也成为物理图上的标记，从而促进了物理图和遗传图的整合。

第10题：

举例说明酶的专一性及其研究意义是什么？


正确答案: 1.酶的专一性，也称特异性，是指酶对其所催化的反应或反应物有严格的选择性。一种酶往往只能催化一种或一类反应，作用于一种或一类物质，而一般催化剂无此现象。如蛋白质、脂肪、淀粉都可被酸水解，但若用酶水解，蛋白酶只能水解蛋白质，脂肪酶只能水解脂肪。又如脉酶，只催化尿素的分解，尿素分子的轻微改变，该酶都不能作用。丁氨基酸氧化酶只能催化D型氨基酸的氧化脱氨基作用，而不能催化L-氨基酸的氧化脱氨基。
2.这种具有高度专一性的酶及有关多酶体系的存在，是生物体新陈代谢得以有条不紊地顺利进行的重要保证。如果没有专一性的酶的存在，生物体内物质有规律的代谢过程就不存在，生命活动也就不存在，如由于某种酶的缺陷所导致的疾病，苯丙酮酸尿症，就是由于苯丙氨酸控化酶的缺陷使苯丙氨酸不能转变为酪氨酸，苯丙氨酸只能通过转氨基作用代谢产生了较多的苯丙酮酸所致。

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