第一章
1、什么是人类基因组计划，人类基因组计划的概念？
人类基因组计划(human genome project, HGP) 是为30多亿个碱基对构成的人类基因组进行精确测序，发现所有人类基因并搞清其在染色体上的位置，破译人类全部遗传信息。
2、功能基因组学的定义？
广义的功能基因组学是指结合基因组来定量分析不同时空表达的mRNA谱、蛋白质谱及代谢产物谱，所有高通量研究基因组功能都归于功能基因组学研究范畴。
3、功能基因组学包括哪几种，每种的概念？ （1）. 基因多态性
人类是一个具有多样性的群体，不同群体和个体在生物学性状以及在对疾病的易感性/抗性上的差别，是由于基因序列的差异与内、外环境相互作用的结果，这种基因不同的差异叫基因多态性。最常见的多态性是单核苷酸多态性。 （2）. 转录组学
转录组是细胞、组织和器官中完整的一套mRNA。转录组学即转录组研究，分析细胞、组织和器官在特定条件下的基因表达。 （3）. 蛋白质组学
在特定的发育阶段，细胞、组织和器官中完整的一套蛋白质的总和。 包括： 组成蛋白质组学：对某个体系的蛋白质进行鉴定并详细阐述其翻译后修
饰的特性。
差异蛋白质组学：以重要生命过程或人类重大疾病为对象，进行重要的
生理和病理体系或过程的蛋白质表达的比较，发现相关的蛋白质。
功能蛋白质组学：研究蛋白质之间的相互作用，绘制某个体系的蛋白质
作用的网络图谱。
（4）. 药物基因组学
分析基因组及其产物（转录组和蛋白质组）与药物反应的相关学科。 包括： 药物遗传学：研究不同人群中的遗传因素引起的不同药物反应。
表达药物基因学：从基因表达的角度研究人体对药物的反应。
（5）. 疾病基因组学
研究疾病组织的功能基因组。
（6）. 基因组医学
研究细胞、组织中所有基因和蛋白质在疾病中的作用，以及人类遗传变异与患病风险间的关系等。将生命科学和临床医学结合，把人类基因组的研究成果应用到临床实践上。如“基因诊断”、“基因治疗”
4、杂交的概念及原则
概念：杂交是将两条以上的不同来源的多核苷酸链之间由于互补性而使它
们在复性的过程中形成异源杂合分子的过程。
原则：碱基互补配对原则
5、探针的种类
（1）双链DNA探针（2）单链DNA探针（3）寡核苷酸探针（4）RNA探针 6、核酸分子固相杂交方法的种类
（1）菌落原位杂交 （2）Southern印迹杂交（3）Northern印迹杂交 （4）斑点印迹杂交 （5）组织原位杂交 （6）反向杂交
基因芯片是一种反向杂交
第二章
1、 生物芯片的概念、分类
概念：把生物活性大分子（核酸或蛋白质）或细胞等，密集排列固定在固
相载体（硅片、玻片、尼龙膜等）上，形成微型的检测器件。
分类：
（1）基因芯片 又称DNA芯片，是专门用于核酸检测的生物芯片。在固
相载体上按照特定的排列方式固定上大量序列已知的DNA片段，形成DNA微矩阵。
（2）蛋白质芯片 蛋白质芯片是将各种蛋白质有序地固定在固相载体上成
为检测用的芯片，然后用标记了特定荧光的蛋白质或其他分子与芯片作用。
（3）组织芯片 将数十个甚至上千个微小的组织整齐排列在一张载玻片
上，制成高通量的组织切片，形成微阵列，将标记的特定基因的核酸探针或抗体探针与之杂交以检测该基因在不同组织中的表达情况。
2、 微流控芯片的概念及常用检测技术
概念：微流控芯片，也称微型全分析系统(Miniatureed total analysis
system，μTAS)，或称芯片实验室(Lab-on-a-chip，LOC)。是以微管道为网络连接微泵、微阀、微储液器、微电极、微检测元件等具有光、电和流体输送功能的元器件，最大限度地把采样、稀释、加试剂、反应、分离、检测等分析功能集成在芯片上的微全分析系统。
检测技术：（1）光学检测 （2）电化学检测 （3）质谱检测
3、悬浮阵列技术的概念及原理？
概念：也称为液态芯片、液相芯片、流式荧光技术。是采用高分子微球作
为带有指示染料的固相载体，并结合流式细胞术进行分析的技术。
原理：该技术的核心是把不同大小（4.5～7μm）或不同荧光染料染色的聚
苯乙烯小球，统称编码微球，共价交联上针对特定检测物的探针、抗原或抗体。应用时，先把针对不同检测物的编码微球混合，再加入微量待检样本，在悬液中靶分子与微球表面交联的分子进行特异性地结合，在一个反应孔内可以同时完成多达数十种甚至几百种不同的生物学反应。最后用流式细胞检测类仪器进行分析，仪器通过两束激光分别识别编码微球和检测微球上报告分子的荧光强度。
第三章
1、 基因芯片的制作方法有几种，每种的原理及过程？ (1)、 原位合成法：
(2)、 直接点样法（合成后点样）： 原理：
过程
2、玻片的修饰类型？ (1)、 氨基修饰玻片
(2)、 同型双功能偶联剂修饰的玻片 (3)、 硫醇基修饰的玻片
(4)、 环氧硅烷化修饰的玻片等
3、探针分子基片表面的作用方式？
化学偶联：探针分子与基片表面活性基团发生化学反应，生成新的共价键。 物理吸附：探针分子与基片表面通过次级键相连接。
4、点样的方式，接触式点样法点样针种类？ （1）接触式点样
点样针的种类： 实心针 裂隙针 毛细管针 针与环 （2）非接触式点样
第四章
1、 了解两种探测器
（1）光电倍增管（photomutiplier tube, PMT） 优点：
PMT在可见光波范围内是最灵敏的探测器。
一般用激光作为激发光源，能激发出较强的荧光，增加灵敏度。 通过点成像探测并结合高速x轴、y轴扫描而实现对生物芯片进行扫读，均一性好。
可以与共聚焦系统相兼容以降低背景噪声。 缺点：
由于采用点成像探测及x轴、y轴扫描，成像速度较慢。 激光光源随使用时间的延长而老化，其强度逐渐较弱，导致灵敏度降低。 （2）电荷耦合器件 （charge coupled device, CCD） 优点：
一次可成像很大面积的区域，激发光源多采用氙灯或高压汞灯等非激光光源， 在单一光源下可通过更换滤光片的方式来满足激发不同荧光的需要。
由于CCD芯片扫描仪能同时对整张芯片表面信号进行读取，不需要x-y二维移动平台，大大提高了获取荧光图像的速度，使得这种扫描速度相对比PMT激光扫描仪要快，一般仅需要0.5-2min。 缺点：
样品点受到的激发光可能不够均匀一致，从而引入测量误差。
CCD对微弱信号的放大功能不及光电倍增管，因而需要额外的放大系统来将信号放大才能达到光电倍增管的灵敏度范围的上限。 总像素越多，每个像素感受的光亮就会相应地减少，将导致灵敏度下降。
2、 检测系统的参数，参数各自的概念？ （1）信噪比
衡量真实荧光信号的一个重要参数。 是信号的峰值除以信号的变异得到的值。如果信噪比低，表示信号有较大的变异，结果不能反映真实的信号值。 （2）光漂白现象
指荧光染料分子在激发光的照射下，其产生荧光的强度随着时间的延长逐渐变弱消失的过程。 （3）灵敏度
灵敏度也称最小照度。是CCD对环境光线的敏感程度，或者说是CCD正常成像时所需要的最暗光线。 （4）动态范围
表示在一个图像中最亮与最暗的比值。动态范围的值越高成像系统的性能就越好。
（5）像素与分辨率
像素是构成图像的最小单元。分辨率是能够区分的最近的两个点的最小距离。像素数越多，分辨率越高。
3、扫描后图像分为几种，几种的意思？ 基本的杂交扫描图像为三种：
（1）灰度图：最原始的图像。每个灰度值都反映了图像所对应芯片位置的
荧光分子相对强度信息。
（2）伪彩图：人为地将灰度图转化成不同的颜色。一般灰度值由低到高所
对应的颜色可分为：黑-蓝-绿-黄-红-白。
（3）叠加图：把两张图叠加到一起，最终的色彩由两种颜色的比率而决定。
第五章
表达谱基因芯片的原理
将cDNA片段或寡核苷酸片段固定在固相载体上制备成基因芯片。然后提取待检测样品中mRNA，逆转录后获得cDNA，并标记荧光，然后与芯片上的探针杂交，从而推测待测样品中各种基因的表达水平。
第六章
1、 影响杂交速率和杂交双链的因素 （1）核酸浓度
浓度越大，复性速度越快
（2）探针的类型和长度
同样的序列，含有RNA的双链分子更加稳定，： RNA:RNA>RNA:DNA>DNA:DNA 探针长度越短，与靶分子与容易结合，但是形成双链的稳定性越差。
（3） 碱基组成
杂交序列片段的G+C含量高，杂交双链稳定，Tm值也更高。即使有相同的碱基组成，但是不同的排列方式也会影响杂交双链的稳定性。
（4） 杂交液成分
离子强度 甲酰胺 季铵盐 杂交加速剂
（5） 不匹配序列
碱基不匹配会使杂交速率降低，也会降低杂交双链的Tm。不匹配的碱基的分散程度及聚集位置的不同对杂交双链的稳定性也有影响。
（6） 杂交时间
杂交时间实际取决于杂交速率的快慢。
杂交时间短，杂交反应不完全；杂交时间长，会引起非特异性结合增多。
（7） 杂交温度
合适的杂交温度能够很好地平衡杂交速率、特异性和灵敏度。Tm值是确定杂交温度最重要的参数。
2、 芯片实验的评估方法
（1）自身比较实验与假阳性、假阴性
假阳性：在基因表达谱芯片中，基因的表达实际没有改变，但是却被认为有了改变。 假阴性：在基因表达谱芯片中，基因的表达实际发生了改变，但是却被认为没有改变。
（2）相关系数r
如果两个变量的变化有如下关系，一个变量增加，另一个变量也增加（或者减少），就说这两个变量是相关的
（3）变异系数CV
变异系数等于标准差除以均值。
（4）r1/r2值
r1/r2值是两次重复实验比值相除。
（5）一致率CR
两次实验的共同差异基因中方向一致的基因数占共同差异基因数的百分比。对差异基因多的实验有效，但如果差异基因太少，则不适合用一致率来评价重复性。
3、芯片误差的来源分析，都包括哪些 生物学上误差： 技术上的误差分析： RNA的不稳定性 （1）基因芯片制备过程
组织种类的差异 生物个体的差异 细胞周期的不同步 样本来源的差异
克隆的准确性 PCR扩增及纯化过程 点样及点样后处理
（2）样本的检测过程
RNA抽提 mRNA的标记过程
逆转录酶 逆转录引物 荧光染料 标记后产物纯化 杂交过程 图像的扫描和处理
第九章
基因芯片在肿瘤基因组学中的应用
（1）DNA芯片在肿瘤发病的分子机理研究中的应用 肿瘤表达谱的研究 基因突变和SNP的检测 比较基因组杂交分析 甲基化分析
（2）基因芯片与其他肿瘤相关的应用研究
第十章
基因芯片在药物基因组学中的应用
药靶的研究 药物作用机理研究 药物毒副作用研究 药物筛选 个性化诊断和用药 中药现代化研究
第十一章
分子诊断的概念和应用
概念：以DNA或RNA为检测材料，用分子生物学技术，通过检测基因的存在、缺陷或表
达，从而对人体状态和疾病做出诊断。
应用：染色体疾病 单基因疾病 多基因疾病 肿瘤 感染性疾病
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