MEMS微传感器的工作原理(第2部分)

第4章

微传感器的工作原理

(第2部分)有一些特殊的材料，比如某种聚合物，当暴露在某种化学物质中的时候，其形状会发生变化（包括湿度的改变）。我们可以通过测量这种材料的尺寸变化来检测这种化学物质。化学机械传感器工作原理和化学电阻式传感器类似。有些半导体金属，如SnO2，当吸收了某种气体后可以改变自身的电阻。金属氧化物气体传感器微型触觉传感器触觉传感器其敏感元件直接与固体接触。荷兰Delft大学研制的三维电容式触觉传感器。微传感器的实例(7)——其它3232个元件的压阻式敏感法向压力的触觉传感器。有1到2mV.cm2/Kg（10到20V/kPa)的灵敏度。声波传感器声波传感器的主要应用是测量气体中的化学成分。这些传感器通过将机械能转化成电能来产生声波。声波器件同样也用于在微流体系统中驱动流体。这种传感器的激励能量主要由以下两种机理来提供：压电效应和磁致伸缩效应。然而，对于激励声波，前者应用更为普遍。四种主要的声波传感器类型微型红外传感器密西根大学研制的红外阵列传感器，敏感元件为375m×375m，有32个n-p型多晶硅热电偶组成的热电堆，其灵敏度为30V/W。红外传感器主要由隔热空腔及其上的热电堆、pn结、热敏电阻等感温元件组成。光纤敏感基于光线的敏感方式是利用光纤中光的相位和强度与光纤弯曲度、光纤上的机械应力、温度等有关这一原理。如果一段光纤是直的，光在其中会走过一段特定的光学路径。如果光纤由于机械形变而产生弯曲，那么新的有效光学路径将导致光在光纤末端输出时的相位和强度发生变化。基于场效应晶体管（FET)传感的加速度计晶体管工作原理：以N性衬底为例，当没有施加电压时，源区和漏区之间几乎没有电流；当施加足够大的负电压后，就会形成反形区，该反形区被称为沟道，它帮助电流顺利在源和漏之间流动。利用FET栅的位移敏感的加速度传感器加速度计的振动质量块是FET的栅，从而栅与沟道之间的距离与施加的加速度有关，距离的变化将使晶体管的阈值电压UT的值发生变化。射频谐振敏感——谐振式压力传感器平面螺旋电感覆盖在有低温共烧陶瓷制成的压敏薄膜上。电感的中央接触尺寸被有意放大，使其能与对面的电极表面构成一个可观的电容。如果压力发生变化，薄膜将产生形变位移，相应的电容值将发生变化。同时电感值也会随着薄膜的弯曲而改变。即谐振电路的谐振频率与压力有关。微执行器的概念MEMS微执行器原理框图微执行器：基于MEMS工艺的，能把电信号（电能）转换为机械能等其它形式能量输出的器件，通常由致动元件和传输元件组成。自1982年静电微马达的研制成功至今，对微执行器的研究工作正在深入。设计执行器的要求是在动力源的驱动下能够完成需要的动作。因而，在涉及到运动的微型系统中执行器十分重要。微执行器的概念微机械执行器是组成微机电系统的要素之一。如，力学执行器是将电能或其它能量转换为机械能。理想的执行器应该是使用很少的能源，具有很高的机械效率，对机械状态和环境条件适应性强，需要时能产生高速运动，具有高的能量-质量比，在控制信号与力、扭矩和速度之间呈线性比例关系。微执行器的概念与传统执动器相比，微执动器的特点有微系统加速快、速度高；仅需极小的驱动力；随元器件尺寸的微型化、热膨胀、振动等环境干扰因素小。微执行器的概念微执行器的特点微致动器的分类按致动原理分静电式微执行器压电式微执行器热力微执行器电磁式微执行器形状记忆合金微执行器微执行器的致动方式静电执行器的基本工作原理：两个带异性电荷的电极板之间具有吸引力。从库仑定律平板电容器极板间作用力(1)静电式微执行器主要优点1、结构简单：敏感与执行的原理相对简单，容易实现，仅需两个导电表面即可，无需专门的功能材料；2、功耗低：静电执行依赖于电压差而非电流，低频时有很高的能效，静态时由于不存在电流这一优点尤其明显；3、响应快：转换速度由充放电时间常数决定，对于良导体这一时间常数很小，所以可以获得很高的动态响应速度。偏压作用下静电执行器的平衡位置施加电压载荷会产生静电力Felectric,可动极板在起始位置时的静电力Felectric大小为：

静电力使得间隙有减小的趋势。从而引起位移和机械回复力。在静态平衡下，机械回复力与静电力的大小相等，方向相反。下图中的两条曲线，分别代表机械回复力与静电力随电极位置的变化。对于恒定的偏置电压U,机械回复力(Fmechanical)随着极板位置线性变化，静电力(Felectric)随着极板位置非线性变化。电压增加时，静电力曲线族上移，平衡位置离静止位置越远。平行板执行器的吸合(pull-in)效应当静电力不断增大时，两平板将迅速吸合直到接触到一起，这一现象称为吸合。引起吸合所须的电压与位移对于静电执行器的设计至关重要。如图所示，一平行板电容器是由尺寸（或1mm）的方板组成的。当两板间距为，求法向静电力。平板由静止空气隔开。例题：解：作用在平板上的法向静电力的大小，可以由公式计算出来，其中空气为绝缘介质，相对介电常数为，真空介电常数为or

代入参数，得到静电梳齿驱动静电梳齿驱动静电梳齿驱动静电梳齿驱动一般采用表面微加工工艺制做包含有许多相互交错的指状梳齿当施加电压时，梳齿之间产生吸引力，梳齿相互靠近静电力的大小与梳齿对数成比例，因此为了得到较大的力，一般要求梳齿较多。图三种不同的梳状驱动图三种放大倍数下两组叉指之间的电力线分布静电梳齿驱动存在的问题：如果同一根梳齿两边的间隙不相等，则梳齿将会偏向一边，并与另一根梳齿粘连在一起，直到不再施加电压静电梳齿驱动实例梳状驱动器件的应用1.惯性传感器基于梳状驱动的惯性传感器可以用各种方式来实现。ADXL加速度计是最经典的一种MEMS传感器，它是基于共面横向梳状驱动的。梳状驱动加速度计2.执行器

梳状驱动执行器常常用来产生面内或离面位移。用于光开关的梳状驱动器大位移梳状驱动执行器右图是Sandia国家实验室研制的一种齿轮传动的机械装置。静电悬臂驱动利用了驱动电压与梁末端偏移量之间的关系。

从工程力学理论可以知道，宽度为w的悬臂梁，在距固定端X处施加集中载荷时，梁末端的偏移量δT可由下式给出：其中，距离梁固定端x处的静电力q(x)为：静电旋转微型马达静电式微执行器实例(1)静电激励已经被用于实现旋转马达结构。基本思路是制做一个能自由转动的中间转子，四周布以电容极板，以合适的相位驱动，就可使转子转动。“尺蠖”执行器静电式微执行器实例(2)使用一个能弯曲的末端带有微小垂直挡板的金属板，当在金属板和衬底中掩埋的导体两端加电压时，金属板就向下弯曲，并将挡板向前推进一小段距离。电压消失时，由于挡板和绝缘层表面摩擦力的不对称，导致一定程度的运动“调整”，因而产生了金属板净位移。静电光开关静电式微执行器实例(3)凹槽绝缘硅静电梳齿驱动器光纤氧化硅输入1输入2输出2输出1驱动器作用时的直通状态输入1输入2输出1输出2驱动器不作用时的反射状态光纤槽光纤槽采用了一双面反射的垂直微镜来实现开关。将微镜与一根长梁相连，长梁由梳状电极静电驱动。只要施加一个电压短脉冲，微镜在长梁的带动下就会作进入或弹出光路的水平运动，实现光路切换。静电致动微泵静电式微执行器实例(3)入口出口驱动腔泵薄膜检测电极泵腔绝缘层驱动单元阀体单元ZengerleR的静电致动微泵微泵的尺寸为，由静电驱动膜片、被动阀、进口和出口组成。泵用峰值为150~200V、频率从0.1Hz到10kHz的电压脉冲驱动。该泵的最大流速可达到250-850L/min（正向）和200-350L/min（反向）。在供电电压为200V时，可达到最大背压为310cmH2O，最大流速为850L/min。微执行器的致动方式(2)热执行器利用热来驱动的热致动器或简单的加热器（一个电阻器）广泛应用于微机械器件中，是一种十分常见的驱动方式。从原理上分，热致动器可以分为热气动式和热膨胀式两种。热膨胀式：利用执行器加热时本身材料的体积膨胀驱动。热气动式：一种典型的方法是形成带有密封流体（如空气、水蒸汽和液态水等）的空腔，气腔中的流体被加热后就会膨胀，压力增大，从而推动薄膜运动。现在很多喷墨打印机都是利用墨水的热膨胀来喷出墨滴。热喷墨打印机墨嘴的示意图如下图所示。固体热膨胀：双晶片热执行器热执行器的一个基本方案是利用两种键合材料的不同热膨胀系数，被称为双晶片热激励。一个加热器常被夹在两层“活动”的材料中间，加电后，就会使它们产生不同的膨胀。该方案的优点包括线性的偏移量-能量关系以及环境稳定性，如这些执行器能运行于热传导相当低的液体中。缺点包括高功耗、低带宽（由热时间常数决定）以及比静电执行器更复杂的结构。双晶片热执行器双金属致动器双金属致动器也是一种热致动器，但它不利用固体的体积膨胀，而是利用固体的线性膨胀来制造微致动器。双金属热致动是通过加热，使得驱动元件本身的温度升高，结构内部产生热应力，导致薄膜产生线性应变，从而达到驱动目的。双金属热致动方式具有驱动电压低、驱动力大、行程大、线性的位移—能量关系、结构及制造工艺简单（相对热气动等方式而言）、驱动能源易于实现、易于集成等特点，因而应用前景广泛。a热膨胀系数，t厚度，b宽度美国ICSensors利用这种双金属片致动原理研制的阀。其中，硅膜厚、直径为，铝层厚，常开间隙为的阀可控0.2MPa的气流，泄漏仅为45μL/min金属层加热膜硅进口出口双金属片致动阀热气动式：体积膨胀和相变执行器不利用固体的线性膨胀，而是利用体积膨胀也可以制造出微机械执行器。一种典型的方法是形成带有密封流体的空腔（如：空气、水蒸汽和液态水等），这些物质可以被加热，然后就会膨胀。但是，就象别的许多热驱动方法一样，这种方法功耗较大，带宽较低，这是由于热时间常数所致。变相的热执行器包括加热时相态可变的材料，这样体积发生膨胀从而产生压力以及机械载荷。例如，可以通过加热将水从液态转变为气态，产生的气泡可以用作驱动力。电磁式微执行器基本概念

原理：利用磁场来产生力、力矩、或者微结构的位移。一般常见的磁性物体磁场密度是：普通电冰箱的磁场为：100-1000Gs地磁场（赤道附近）为：1Gs磁存储介质为：100mT或100Gs用于磁谐振成像的稀土磁体为：1-2T加热电阻蠕动膜流道入口出口热气动蠕动泵热气动蠕动泵，膜片与管道间的间隙处于常开状态，加热驱动将使间隙关闭，膜片的顺序动作促使流体定向流动。该泵流量和背压都比较低。热气动蠕动泵电磁式微执行器实例(1)进口出口玻璃玻璃铝膜硅加热电阻热气动微阀热气动微阀，压力腔内注有氯甲烷，利用其液态-气态相变控制流体，控制氮气流量达15L/min。电磁式微执行器实例(2)热气动微波形管执行器表面微机械“波形管”执行器带有一个环形的折叠状薄膜结构，相对于简单的薄膜，这种结构可以得到更大的偏移。电磁式微执行器实例(3)热气动活塞执行器体积膨胀气体驱动的活塞执行器，沿着衬底所在的平面平行移动。在多晶硅加热器的作用下形成了水蒸汽的气泡，并在活塞腔内膨胀，将活塞向外推。当加热停止时，活塞腔内的气泡破裂，活塞返回原来位置。在衬底表面平整的情况下，基于表面张力的执行器所能提供的力能达到其它方式所能提供力的两个数量级以上。热气动活塞执行器简图电磁式微执行器实例(4)工作环境必须是液体环境，限制了其最大工作速度（由于阻尼）和效率（由于液体的热导）。热驱动方法功耗较大，且因为热时间常数，其带宽比较低。热气动式由于要有密封腔，所以生产装配工艺较为复杂。缺点：微执行器的致动方式(3)磁执行器电磁致动：通过线圈通电产生磁场，导磁体由于磁场力的作用而产生运动。通电线圈

通电导体产生磁场。平行的两条导线中通以相同方向的电流则彼此之间相互吸引，如果通以相反的电流，则彼此之间相互排斥。通电线圈也能产生磁场，它可与磁铁或相隔一定距离的线圈产生的外磁场相互作用而产生机械力。电磁力的优点在于其值可以很高，并且既可以吸引也可以排斥。

缺点是功耗一般较高，而且产生的磁场会对附近的物体产生一些影响，例如移动带电微粒或影响磁数据存储介质。载流导线周围某点磁场强度单圈线圈中心处磁场强度单圈线圈对中心导磁体的作用力为“弯曲”线圈结构是平面内蜿蜒形导体，它与一个双层的磁芯交错在一起。带驱动线圈的磁执行器电磁式微执行器实例(5)永磁体氮化绝缘层入口出口德国的电磁致动微型阀金线圈多晶硅德国研制的电磁致动微阀，阀片为牺牲层技术制作的多晶硅膜。这是为小型气体分析仪设计的微阀结构，设计的压力指标为10-50kPa，过流能力为2-20mL/min，响应时间为5ms。电磁致动微阀电磁式微执行器实例(6)电流流过U形导线时会在两条导线之间产生排斥力。类似地，在一条置于磁场中的柔性金属线上通以电流，导线会发生偏转。磁致伸缩执行器磁致伸缩效应：1840年焦耳发现，当给镍棒加一个轴向磁场时，它会收缩。在外加磁场的作用下，材料的磁畴按外磁场进行排列，从而引起材料尺寸的变化。外加磁场导致坡莫合金区域产生磁性极化，这反过来又和外加磁场作用，结果导致执行器重新定位，直到它与磁场对准。该器件可用于斩波、扫描、光束导向等微光学场合。外加磁场的磁执行器铁镍合金线圈导管硅外部驱动微机械电磁阀该阀由一个NiFe溅射阀座和一个可开启、关闭的可移动NiFe阀膜组成。依靠活动膜片上支撑弹簧的内力，可以制成常开或常闭阀。微机械阀元件放置于携带有流体的管道中，管道的外面是由外加线圈形成的磁场，构成了一种电隔离操作。外加磁场的电磁阀电磁式微执行器实例(7)电磁光开关电磁式微执行器实例(8)电磁场光纤MEMS驱动器电磁驱动光纤开关原理示意图加州理工学院设计的一种电磁驱动光纤开关的原理示意图。当开关处于开状态时，电磁驱动器带着双面微镜向上运动，将微镜置于光纤之间，每个输入光纤的光信号经反射后从相邻的输出光纤输出，如图a所示；在关状态，微镜在光纤之下，输入光纤的信号直接从正前方的输出光纤输出，如图b所示。电磁式微执行器实例(9)

磁马达可变磁阻的微磁马达，它带有全集成的定子和线圈。定子由集成的电磁体制成，转子由软磁性材料制成。马达有两组显磁极，一组在定子上，一组在转子上。当激励相位线圈时，靠近激励定子电极的转子磁极会吸引到定子磁极（如图a、b所示）。由于定子旋转，定子磁极将与转子磁极对准。关断激励相位线圈的电流，下一个相位开始激励使之连续运动。双稳态磁开关静电执行器需要恒定的电压偏置来保持开关在开或关的状态，比较容易受供电中断的影响。开关的双稳态锁定很重要，因为它只有在开关的转变过程中才消耗掉功率，但无论在开或关的状态都不需要电来保持。电磁式微执行器实例(10)

双稳态磁开关结构:由扭转支柱将悬臂提升在衬底表面的上方。悬臂由顶部上的软铁磁材料和底部上的一层高电导率的金属构成。平面线圈埋置于悬臂的下方。偏置磁场有两个来源：一个是平面线圈，一个是永久磁体。永久磁体位于衬底的表面，用于提供恒定的背景磁场。该开关的独特设计在于：双向磁化可以通过使用第二个磁场很快反转。这使得可以施加小电流来实现力矩和开关位置的转换。为了实现这一目标，在悬臂梁和外部磁场之间使用了平面线圈以产生磁场来补偿外部磁体产生的磁场。永久磁体使悬臂保持在开或关的位置直到下次开关动作出现。微执行器的致动方式(4)压电执行器逆压电效应：在压电材料两端施加一定的电压，材料会表现出一定的形变（伸长或缩短）。V的典型值在10-10~10-7cm/N之间变化。因此，要获得微米量级的位移，常常需要超过1000V的电压，除非使用叠加的执行器或放大机械运动的器件。压电致动微型泵日本东北大学研制的压电堆致动微泵如图所示。该微泵依靠致动器推动薄膜变形，引起腔体内压强的变化，驱动单向阀工作，使气、液体定向流动。压电堆的轴向变形和驱动力都比较大，最大流量为40L/min，最高背压为1mH2O。压电式微执行器实例(1)德国Ilmenau技术大学研制的压电致动硅微无阀泵，其最大流量为7.5mL/min，最大背压为2.8kPa。压电式微执行器实例(2)压电式微执行器实例(3)压电扫描隧道显微镜探针压电扫描隧道显微镜探针的运动模式为如图所示将一片晶体安装在微执行器的一根弹性硅梁上。在压电晶体上加电压使其产生形变，引起弹性硅梁的弯曲。压电晶体致动器在微定位机构和微型夹具等方面都有应用。压电式微执行器实例(4)微执行器的致动方式(5)形状记忆合金执行器有些材料在受热时，其长度能发生很显著的变化（收缩），将它们总称为形状记忆合金（SMA），其中最著名的是钛镍合金。SMA效应源于合金马氏体（主要为三角晶系）和奥氏体（高度均匀）晶相之间与温度有关的相变。现象：受到机械力作用而产生变形的合金，一旦受热就会恢复到它们未变形前的状态。加热方式：通电流在预置温度T时弯曲的合金片依附在硅悬臂梁上。室温时梁是直的。当把梁和附于其上的合金片加热到温度T时，合金的“记忆”被唤醒并试图恢复原来的弯曲形状。合金的弯曲迫使悬臂梁一起变形，由此达到致动效果。这种方式的致动被广泛用在微型旋转致动器、微型关节和机器人、以及微弹簧上。优点：相对的“线性”控制和很高的应力（大于200MPa），如果应变保持在2℅以下，就可以工作几百万个循环。缺点：需要特殊的合金和很高的功耗。多晶硅二氧化硅Cr二氧化硅Cr硅硅a)形状记忆合金元件聚酰亚胺间距块聚酰亚胺薄膜流体出入口基座顶盖b)形状记忆合金致动微阀澳大利亚NewSouthWales大学和台湾新竹清华大学联合研制的形状记忆合金致动微阀，该阀的阀口尺寸为60m60m，过流能力0~6ml/min。形状记忆合金致动微阀形状记忆合金微执行器实例微机械不同致动方式的特点致动方式驱动力行程响应时间可靠性电磁活塞式小大中等好压电片式小中等快好叠层压电片式很大很小快好气动式大大慢好形状记忆合金式大大慢差静电式小很小很快很好热气动式大一般一般好电磁式小大快好双金属热致动式大大一般好不同致动方式的优缺点优点缺点静电式材料简单需要折中驱动力大小与位移大小执行响应速度快易受吸合效应限制热气动式能得到较大的位移量相对较大的功耗适中的执行响应速度对环境温度变化敏感压电式可以得到快速的响应材料的制备过程复杂可以得到比较大的位移量在低频工作条件下性能下降电磁可以产生较大的角度位移量较为复杂的制造工艺可以使用很强的磁力作为偏置制造高效率的片上螺线管较为困难微传感器的应用平行板电容器的应用a.惯性传感器b.压力传感器c.流量传感器d.触觉传感器a.惯性传感器——扭转平行板电容加速度计

加速度计由扭转杆支撑的镍板构成，与其相配对的电极位于衬底表面上。因为平板重量关于转动轴不对称分布，衬底法向的加速度将会引起上极板在某一方向的摇摆。b.压力传感器

压力传感器广泛应用于汽车系统、工业过程控制、医疗诊断与监控以及环境监测中。薄膜厚度时决定压力传感器的主要因素。c.流量传感器流量传感器广义上用于测量点流体速度、体积流动速度、侧壁的剪切应力以及压力的器件。流量传感器具有以下的一些优点：1）体积小，对所测流场的干扰小；2）由于柔性机械单元或电路集成，因此灵敏度高；3）有实现大阵列传感器一致性的潜力。d.触觉传感器平行板电容器的另一种应用是触觉传感器，它是机器人技术应用中的关键元件。要精确测量触觉信息，传感器必须有高的集成密度、高的灵敏度、以及多轴敏感的能力。热传感器的应用

a.惯性传感器b.流量传感器c.红外传感器a.惯性传感器——基于热传递原理的加速度计加速度计结构包括一个欧姆加热器和两个关于加热器对称放置的温度传感器。硅芯片放在内有空气的气密封状体里。加热器将空气加热。静止状态下，热气囊的空间对称分布，两个温度传感器有相同的温度读数。如果在封装体上加上加速度，芯片将沿着外加加速度的方向做轻微移动。因为惯性，气体将落在后面，导致了空气中温度分布不对称，两个温度传感器的读数将变得不同，温度之差与外加加速度大小对应。b.流量传感器——热线式风速计热线式风速计是用来测量液体流动速度的一种成熟技术。它利用热元件既作为热阻加热器又作为温度传感器。热电阻器工作时偏置在自加热区，其温度和阻值随着液体流动的速度而改变。c.红外传感器——基于电容敏感的红外传感器悬臂梁吸收了入射的红外（IR）辐射后，温度会上升，导致了双金属梁的弯曲。通过检测双金属梁弯曲位移来求出温度的变化。压电传感器的应用a.声学传感器b.触觉传感器c.流量传感器a.声学传感器——压电微麦克风基于MEMS的麦克风尺寸便于控制，易于小型化，可以直接与片上电子器件集成，可形成阵列结构，且因批量制造而具有降低成本的潜力。b.触觉传感器

触觉传感器的研究动机在于定量测量接触力（或压力）以模拟人的空间分辨力和敏感性，并具有较宽的带宽和较好的动态范围。c.流量传感器——压电流速传感器

压电材料的特性压电材料都是晶体。微观上，压电性源于晶体中离子电荷的位移，它导致极化并形成电场。并不是所有的天然晶体或合成晶体都表现出压电性。根据对称性，晶体被分为32种点群结构。其中11种为中心对称晶体，在应力作用下，它们的正负电荷中心不会发生空间上的分离，因此这些晶体不是压电材料。剩余的21种非中心对称的点群中，有20种为压电晶体。石英

作为一种天然的压电材料，石英最熟悉的应用是手表中的振荡器石英并不是唯一具有压电效应的晶体材料，但是由于它的谐振频率对温度特别不敏感，因此才具有这样的效应。PZT因具有很高的压电耦合系数，锆钛酸铅——Pb（Zrx,Ti1-x)O3或PZT——体系以多晶结构形式得到了广泛应用。PZT实际代表一类压电材料。由于制备方法不同，PZT材料可以具备不同的结构和特性。PVDF

聚偏二氟乙烯（PVDF)是一种具有单链的合成含氟聚合物。它呈现出压电性、热释电性及铁电性；并具有卓越的化学稳定性、机械柔韧性以及生物兼容性，PVDF的压电性已经得到深入研究。ZnO

ZnO材料的生长方法很多，包括射频或直流溅射、离子电镀和化学气相淀积等。在MEMS领域，经常通过磁控溅射将ZnO淀积到不同的材料上，并使c轴接近于衬底的法向。

压阻传感器材料金属应变计典型的应变计形状如右图所示。通常用之字形的导电通路以便在给定面积下来有效的增加电阻的长度和总电阻的大小。单晶硅

半导体应变计可以通过对硅进行选择性掺杂来实现。多晶硅对于MEMS压阻器，多晶硅比单晶硅具有更多的优点，包括多晶硅能够淀积在更多的衬底上。多晶硅也表现出压阻特性，但它的应变系数比单晶硅要小的多。

光MEMS无源MEMS光学器件

透镜

反射镜有源光MEMS执行器

离面小位移执行器面内大位移执行器离面转动执行器光学是MEMS技术应用最早且最为活跃的领域之一。典型的应用领域包括数字投影仪（DLP）、全彩色数字显示、光纤光开关、生物光学探测的集成系统、可调光源及传感器等。将MEMS应用到光学领域，有其特有的优势。首先光子几乎没有质量，并且施加在微结构上的力很小，硅加工形成的器件只和这些光子有相互作用，所以应用在光学上非常合适。其次，光MEMS的封装相对简单。光MEMS部件可以封装在透光的外壳内，保证不受诸如粒子、气流等环境因素的干扰。光MEMS在20实际90年代后期经历了大规模的商业化努力，向宽带光纤通信中广为看好的信道开关市场发展。光MEMS在提高当代MEMS执行器的技术发展水平方面起到了重要作用。MEMS技术应用到光学领域也面临一些挑战。例如，在微机械部件上制备抛光平滑的镜面通常都比较困难，使光学微镜不太理想。光MEMS器件也面临来自固态和光电器件的竞争。7.1无源MEMS光学器件典型无源器件及其应用包括：◆反射镜，显示和光束导引；◆衍射光栅，分光计和干涉计；◆透镜元件，折射透镜、二元透镜和棱镜；◆光纤传输，光纤和片上光波导。透镜透镜是光学系统里最具特点的元件，传统光学系统里最常用到的透镜是二维或一维曲面的折射透镜。常见透镜反射镜光学反射镜是另一类重要的光学器件。MEMS中光滑平坦的反射表面通常是由以下的一种方式得到：1）使用单晶半导体晶片的抛光面，其空间均方粗糙度为1.2nm；2）用各向异性湿法刻蚀得到原子尺度上光滑的{111}硅表面；3）降低反射镜薄板的弯曲度；4）使用多层反射涂层。7.2有源光MEMS执行器有源光MEMS元件包括反射镜、光栅、光闸等，有着广泛的应用。光MEMS应用要求的运动有两种：旋转运动和平移运动。在所有可能的执行器种类里，小范围运动的执行器是最容易设计的一种。例如，用梳齿驱动执行器可以实现带有光学单元的微机械结构面内小位移。表小平移运动执行器的原理与设计

驱动原理设计细节常见的平移模式静电驱动横向梳状驱动小位移，平面内移动纵向梳状驱动小位移，平面内移动平板电容驱动小位移，离面移动热驱动双金属层热驱动小位移，面内和离面移动单种材料热膨胀驱动小位移，面内移动压电驱动压电梁执行器小位移，面内移动离面小位移执行器离面平移微镜可以利用很多执行器原理实现，包括静电和热执行器。最常用的单元是活塞运动膜和刚性板。如图所示。面内大位移执行器带有平行于衬底平面光轴的光学元件(如反射镜、光闸、透镜）有时候会安放在面内平移台上，如果台面移动很小(小于几微米），就可以用静电梳齿驱动器或双金属热执行器实现。离面转动执行器旋转扫描微镜可以用来反射光线，并能动态变换光路。这种微镜在工业、民用和军事上都有许多应用。扫描显微镜中最著名的器件是数字光处理器（DLP)。安全阀基本知识如果压力容器(设备/管线等)压力超过设计压力…1.尽可能避免超压现象堵塞(BLOCKED)火灾(FIRE)热泄放(THERMALRELIEF)如何避免事故的发生?2.使用安全泄压设施爆破片安全阀如何避免事故的发生?01安全阀的作用就是过压保护!一切有过压可能的设施都需要安全阀的保护!这里的压力可以在200KG以上,也可以在1KG以下!设定压力(setpressure)安全阀起跳压力背压(backpressure)安全阀出口压力超压(overpressure)表示安全阀开启后至全开期间入口积聚的压力.几个压力概念弹簧式先导式重力板式先导+重力板典型应用电站锅炉典型应用长输管线典型应用罐区安全阀的主要类型02不同类型安全阀的优缺点结构简单,可靠性高适用范围广价格经济对介质不过分挑剔弹簧式安全阀的优点预漏--由于阀座密封力随介质压力的升高而降低,所以会有预漏现象--在未达到安全阀设定点前,就有少量介质泄出.100%SEATINGFORCE75502505075100%SETPRESSURE弹簧式安全阀的缺点过大的入口压力降会造成阀门的频跳,缩短阀门使用寿命.ChatterDiscGuideDiscHolderNozzle弹簧式安全阀的缺点弹簧式安全阀的缺点=10090807060500102030405010%OVERPRESSURE%BUILT-UPBACKPRESSURE%RATEDCAPACITY普通产品平衡背压能力差.在普通产品基础上加装波纹管,使其平衡背压的能力有所增强.能够使阀芯内件与高温/腐蚀性介质相隔离.平衡波纹管弹簧式安全阀的优点优异的阀座密封性能,阀座密封力随介质操作压力的升高而升高,可使系统在较高运行压力下高效能地工作.ResilientSeatP1P1P2先导式安全阀的优点平衡背压能力优秀有突开型/调节型两种动作特性可远传取压先导式安全阀的优点对介质比较挑剃,不适用于较脏/较粘稠的介质,此类介质会堵塞引压管及导阀内腔.成本较高.先导式安全阀的缺点重力板式产品的优点目前低压储罐呼吸阀/紧急泄放阀的主力产品.结构简单.价格经济.重力板式产品的缺点不可现场调节设定值.阀座密封性差,并有较严重的预漏.受背压影响大.需要很高的超压以达到全开.不适用于深冷/粘稠工况.几个常用规范ASMEsectionI-动力锅炉(FiredVessel)ASMEsectionVIII-非受火容器(UnfiredVessel)API2000-低压安全阀设计(LowpressurePRV)API520-火灾工况计算与选型(FireSizing)API526-阀门尺寸(ValveDimension)API527-阀座密封(SeatTightness)介质状态(气/液/气液双相).气态介质的分子量&Cp/Cv值.液态介质的比重/黏度.安全阀泄放量要求.设定压力.背压.泄放温度安全阀不以连接尺寸作为选型报价依据!如何提供高质量的询价?弹簧安全阀的结构弹簧安全阀起跳曲线弹簧安全阀结构弹簧安全阀结构导压管活塞密封活塞导向不平衡移动副(活塞)导管导阀弹性阀座P1P1P2先导式安全阀结构先导式安全阀的工作原理频跳安全阀的频跳是一种阀门高频反复开启关闭的现象。安全阀频跳时，一般来说密封面只打开其全启高度的几分只一或十几分之一，然后迅速回座并再次起跳。频跳时，阀瓣和喷嘴的密封面不断高频撞击会造成密封面的严重损伤。如果频跳现象进一步加剧还有可能造成阀体内部其他部分甚至系统的损伤。安全阀工作不正常的因素频跳后果1、导向平面由于反复高频磨擦造成表面划伤或局部材料疲劳实效。2、密封面由于高频碰撞造成损伤。3、由于高频振颤造成弹簧实效。4、由频跳所带来的阀门及管道振颤可能会破坏焊接材料和系统上其他设备。5、由于安全阀在频跳时无法达到需要的排放量，系统压力有可能继续升压并超过最大允许工作压力。安全阀工作不正常的因素A、系统压力在通过阀门与系统之间的连接管时压力下降超过3%。当阀门处于关闭状态时，阀门入口处的压力是相对稳定的。阀门入口压力与系统压力相同。当系统压力达到安全阀的起跳压力时，阀门迅速打开并开始泄压。但是由于阀门与系统之间的连接管设计不当，造成连接管内局部压力下降过快超过3%，是阀门入口处压力迅速下降到回座压力而导致阀门关闭。因此安全阀开启后没有达到完全排放，系统压力仍然很高，所以阀门会再次起跳并重复上述过程，既发生频跳。导致频跳的原因导致接管压降高于3%的原因1、阀门与系统间的连接管内径小于阀门入口管内径。2、存在严重的涡流现象。3、连接管过长而且没有作相应的补偿（使用内径较大的管道）。4、连接管过于复杂（拐弯过多甚至在该管上开口用作它途。在一般情况下安全阀入口处不允许安装其他阀门。）导致频跳的原因B、阀门的调节环位置设置不当。安全阀拥有喷嘴环和导向环。这两个环的位置直接影响安全阀的起跳和回座过程。如果喷嘴环的位置过低或导向环的位置过高，则阀门起跳后介质的作用力无法在阀瓣座和调节环所构成的空间内产生足够的托举力使阀门保持排放状态，从而导致阀门迅速回座。但是系统压力仍然保持较高水平，因此回座后阀门会很快再次起跳。导致频跳的原因C、安全阀的额定排量远远大于所需排量。

由于所选的安全阀的喉径面积远远大于所需，安全阀排放时过大的排量导致压力容器内局部压力下降过快，而系统本身的超压状态没有得到缓解，使安全阀不得不再次起跳频跳的原因阀门拒跳：当系统压力达到安全阀的起跳压力时，阀门不起跳的现象。安全阀工作不正常的因素1、阀门整定压力过高。2、阀门内落入大量杂质从而使阀办座和导套间卡死或摩擦力过大。3、弹簧之间夹入杂物使弹簧无法被正常压缩。4、阀门安装不当，使阀门垂直度超过极限范围（正负两度）从而使阀杆组件在起跳过程中受阻。5、排气管道没有被可靠支撑或由于管道受热膨胀移位从而对阀体产生扭转力，导致阀体内机构发生偏心而卡死。安全阀拒跳的原因阀门不回座或回座比过大：安全阀正常起跳后长时间无法回座，阀门保持排放状态的现象。安全阀工作不正常的因素1、阀门上下调整环的位置设置不当。2、排气管道设计不当造成排气不畅，由于排气管道过小、拐弯过多或被堵塞，使排放的蒸汽无法迅速排出而在排气管和阀体内积累，这时背压会作用在阀门内部机构上并产生抑制阀门关闭的趋势。3、阀门内落入大量杂质从而使阀瓣座和导套之间卡死后摩擦力过大。安全阀不回座或回座比过大的因素：4、弹簧之间夹入杂物从而使弹簧被正常压缩后无法恢复。5、由于对阀门排放时的排放反力计算不足，从而在排放时阀体受力扭曲损坏内部零件导致卡死。6、阀杆螺母（位于阀杆顶端）的定位销脱落。在阀门排放时由于振动使该螺母下滑使阀杆组件回落受阻。安全阀不回座或回座比过大的因素：7、由于弹簧压紧螺栓的锁紧螺母松脱，在阀门排放时由于振动时弹簧压紧螺栓松动上滑导致阀门的设定起跳值不断减小。

8、阀门安装不当，使阀门垂直度超过极限范围（正负两度）从而使阀杆组件在回落过程中受阻。

9、阀门的密封面中有杂质，造成阀门无法正常关闭。

10、锁紧螺母没有锁紧，由于管道震动下环向上运动，上平面高于密封面，阀门回座时无法密封安全阀不回座或回座比过大的因素：谢谢观看癌基因与抑癌基因oncogene&tumorsuppressorgene24135基因突变概述.癌基因和抗癌基因的概念.癌基因的分类.癌基因产物的作用.癌基因激活的机理主要内容疾病：

——是人体某一层面或各层面形态和功能（包括其物质基础——代谢）的异常，归根结底是某些特定蛋白质结构或功能的变异，而这些蛋白质又是细胞核中相应基因借助细胞受体和细胞中信号转导分子接收信号后作出应答（表达）的产物。TranscriptionTranslationReplicationDNARNAProtein中心法规Whatisgene?基因：

—是遗传信息的载体

—是一段特定的DNA序列（片段）

—是编码RNA或蛋白质的一段DNA片段

—是由编码序列和调控序列组成的一段DNA片段基因主宰生物体的命运：微效基因的变异——生物体对生存环境的敏感度变化关键关键基因的变异——生物体疾病——死亡所以才有：“人类所有疾病均可视为基因病”之说注：如果外伤如烧伤、骨折等也算疾病的话，外伤应该无法归入基因病的行列。Genopathy问：两个不相干的人，如果他们患得同一疾病，致病基因是否相同？再问：同卵双生的孪生兄弟，他们患病的机会是否一样，命运是否相同？┯┯┯┯

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┷┷┷┷增添缺失替换DNA分子(复制)中发生碱基对的______、______

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，而引起的

的改变。替换增添缺失基因结构基因变异的概念：英语句子中的一个字母的改变，可能导致句子的意思发生怎样的变化？可能导致句子的意思不变、变化不大或完全改变THECATSATONTHEMATTHECATSITONTHEMATTHEHATSATONTHEMATTHECATONTHEMAT同理：替换、增添、缺失碱基对，可能会使性状不变、变化不大或完全改变。基因的结构改变,一定会引起性状的改变??原句：1.基因多态性与致病突变基因变异与疾病的关系2.单基因病、多基因病3.疾病易感基因

基因多态性polymorphism是指DNA序列在群体中的变异性（差异性）在人群中的发生概率>1%（SNP&CNP)<1%的变异概率叫做突变基因多态性特定的基因多态性与疾病相关时，可用致病突变加以描述SNP:散在单个碱基的不同，单个碱基的缺失、插入和置换。

CNP:DNA片段拷贝数变异，包括缺失、插入和重复等。同义突变、错义突变、无义突变、移码突变

致病突变生殖细胞基因突变将突变的遗传信息传给下一代(代代相传),即遗传性疾病。体细胞基因突变局部形成突变细胞群（肿瘤）。受精卵分裂基因突变的原因物理因素化学因素生物因素基因突变的原因（诱发因素）紫外线、辐射等碱基类似物5BU/叠氮胸苷等病毒和某些细菌等自发突变DNA复制过程中碱基配对出现误差。UV使相邻的胸腺嘧啶产生胸腺嘧啶二聚体,DNA复制时二聚体对应链空缺，碱基随机添补发生突变。胸腺嘧啶二聚体胸腺嘧啶胸腺嘧啶紫外线诱变物理诱变(physicalinduction)

5溴尿嘧啶(5BU)与T类似，多为酮式构型。间期细胞用酮式5BU处理，5BU能插入DNA取代T与A配对；插入DNA后异构成烯醇式5BU与G配对。两次DNA复制后,使A/T转换成G/C，发生碱基转换,产生基因突变。化学诱变(chemicalinduction)碱基类似物(baseanalogues)诱变AT5-BUA5-BUAAT5-BU5-BU(烯醇式)

(酮式)GGC1.生物变异的根本来源，为生物进化提供了最初的原始材料,能使生物的性状出现差别，以适应不同的外界环境，是生物进化的重要因素之一。2.致病突变是导致人类遗传病的病变基础。基因突变的意义概述：肿瘤细胞恶性增殖特性（一）肿瘤细胞失去了生长调节的反馈抑制正常细胞受损,一旦恢复原状，细胞就会停止增殖，但是肿瘤细胞不受这一反馈机制抑制。（二）肿瘤细胞失去了细胞分裂的接触抑制。正常细胞体外培养，相邻细胞相接触，长在一起，细胞就会停止增殖，而肿瘤细胞生长满培养皿后，细胞可以重叠起生长。（三）肿瘤细胞表现出比正常细胞更低的营养要求。（四）肿瘤细胞生长有一种自分泌作用，自己分泌生长需要的生长因子和调控信号,促进自身的恶性增殖。Whatisoncogene?癌基因——是基因组内正常存在的基因，其编码产物通常作为正调控信号，促进细胞的增殖和生长。癌基因的突变或表达异常是细胞恶性转化（癌变）的重要原因。——凡是能编码生长因子、生长因子受体、细胞内信号转导分子以及与生长有关的转录调节因子等的基因。如何发现癌基因的呢?11910年，洛克菲勒研究院一个年轻的研究员Rous发现，鸡肉瘤细胞裂解物在通过除菌滤器以后，注射到正常鸡体内，可以引起肉瘤，首次提出鸡肉瘤可能是由病毒引起的。0.2m孔径细菌过不去但病毒可以通过从病毒癌基因到细胞原癌基因的研究历程：Roussarcomavirus,RSVthefirstcancer-causingretrovirus1958年，Stewart和Eddy分离出一种病毒，注射到小鼠体内可以引起肝脏、肾脏、乳腺、胸腺、肾上腺等多种组织器官的肿瘤，因而把这种病毒称为多瘤病毒。50年代末、60年代初，癌病毒研究成了一个极具想像力的研究领域，主流科学家开始进入癌病毒研究领域polyomavirus这期间，Temin发现RSV有不同亚型，且引起细胞恶变程度不同，推测RNA病毒将其遗传信息传递给了正常细胞的DNA。这与Crick提出的中心法则是相违背的让事实屈从于理论还是坚持基于实验的结果？VSTemin发现逆转录酶，1975年获诺贝尔奖TeminCrickTemin的实验设计：实验设计简单而巧妙：将合成DNA所需的“原料”，即A、T、C、G四种脱氧核苷酸，与破坏了外壳的RSV一起在体外40℃的条件下温育一段时间结果在试管里获得了一种新合成的大分子，它不能被RNA酶破坏，但却可以被DNA酶所分解，证明这种新合成的大分子是DNA用RNA酶预先破坏RSV的RNA，再重复上述的试验，则不能获得这种大分子，说明这个DNA大分子是以RSV的RNA为模板合成的1969年，一个日本学者里子水谷来到Temin的实验室，这是一个非常擅长实验的年轻科学家。按Temin的设想，他们开始寻找RSV中存在“逆转录酶”的证据DNA

RNA

ProteinTranscriptionTranslationReplicationReplicationRe-Transcription修正中心法规据说，1975年Temin因发现逆转录酶而获诺贝尔奖时，Bishop懊恼不已，因为早在1969年他就认为Temin的RNADNA的“前病毒理论”有可能是正确的，并且也进行了一些实验，但不久由于资深同事的规劝而放弃了这方面的努力。但Bishop马上意识到：逆转录酶的发现为逆转录病毒致癌的研究提供了一条新途径。一个RSV，三个诺贝尔奖！！！1989年，UCSF的Bishop和Varmus根据逆转录病毒的复制机制发现了细胞癌基因，并获诺贝尔奖。Cellularoncogene启示：Perutz说:“科学创造如同艺术创造一样，都不可能通过精心组织而产生”Bishop说:“许多人引以为豪的是一天工作16小时，工作安排要以分秒计……可是工作狂是思考的大敌，而思考则是科学发现的关键”Perutzsharedthe1962NobelPrizeforChemistrywithJohnKendrew,fortheirstudiesofthestructuresofhemoglobinandglobularproteins科学的本质和艺术一样，都需要直觉和想像力请给自己一些思考的时间吧！癌基因的分类目前对癌基因尚无统一分类的方法，一般有下面3种分类方法：一、按结构特点分（6）类（一）src癌基因家族（二）ras癌基因家族（三）sis癌基因家族（四）myc癌基因家族（五）myb癌基因家族（六）其它：如fos，erb－A等。三、按细胞增殖调控蛋白特性分成（4）类（一）生长因子（二）受体类（三）细胞内信号转换器（四）细胞核因子二、按产物功能分（8）类（一）生长因子类（二）酪氨酸蛋白激酶（三）膜相关G蛋白（四）受体，无蛋白激酶活性（五）胞质丝氨酸-苏氨酸蛋白激酶（六）胞质调控因子（七）核反式调控因子（八）其它:db1、bcl－2癌基因产物参与信号转导

胞外信号作用于膜表面受体→胞内信使物质的生成便意味着胞外信号跨膜传递的完成。胞内信使至少有：cAMP（环磷酸腺苷）IP3（三磷酸肌醇）PG（前列腺素）cGMP（环磷酸鸟苷）DG（二酰基甘油）Ca2＋（钙离子）CAM（钙调素）主要机制是通过蛋白激酶活化引起底物蛋白一连串磷酸化的生物信号反应过程,跨膜机制涉及到：（一）质膜上cAMP信使系统（二）质膜上肌醇脂质系统这两个系统都是由受体鸟苷酸调节蛋白（GTP-regulatoryprotein，G蛋白）和效应酶（腺苷酸环化酶磷脂酶等）组成，有相似的信号转导过程：即受体活化后引起GTP与不同G蛋白结合活化和抑制效应酶从而影响胞内信使产生而发生不同的调控效应。（三）受体操纵的离子通道系统（四）受体酪氨酸蛋白激酶的转导

（一）获得性基因病

(acquiredgeneticdisease)例如：病毒感染激活原癌基因癌基因活化的机制

（二）染色体易位和重排使无活性的原癌基因转位至强启动子或增强子附近而被活化。与基因脆性位点相关。（三）基因扩增（四）点突变三、癌基因的产物与功能（一）癌基因产物作用的一般特点1.目前发现c-onc均为结构基因.2.癌基因产物可分布在膜质核也可分泌至胞外.（二）癌基因产物分类1.细胞外生长因子：TGF-b2.跨膜生长因子受体:MAPK3.细胞内信号转导分子:Gprotein/Ras4.核内转录因子

（三）癌基因产物的协同作用实验证明，用ras或myc分别转染细胞，可使细胞长期增殖，但不能转化成癌细胞，在裸鼠体内也不能形成肿瘤。但用ras+myc同时转染细胞，则使细胞转化成癌细胞。说明：致癌至少需要2种或以上的onc协同作用，2种onc在2条通路上发挥作用，由于细胞增殖调控是多因子，多阶段影响的结果。而影响增殖分化的onc达几十种之多，所以大多数人认为：癌发生是多阶段多步骤的。Whatistumorsuppressorgene?肿瘤抑制基因（抗癌基因、抑癌基因）——是调节细胞正常生长和增殖的基因。当这些基因不能表达，或其产物失去活性时，细胞就会异常生长和增殖，最终导致细胞癌变。反之，若导入或激活它则可抑制细胞的恶性表型。——癌基因与抑癌基因相互制约，维持细胞增殖正负调节信号的相对稳定。影响1岁的儿童“二次打击”学说两个等位基因同时突变视网膜母细胞瘤（Retinoblastoma）RB基因变异(13号染色体)

(1)脱磷酸化Rb蛋白（活性）与转录因子E2F结合，抑制基因的转录活性(2)磷酸化Rb蛋白（失活）与E2F解离，释放E2F(3)E2F启动基因转录(4)细胞进入增生阶段(G1S)因此，Rb蛋白在控制细胞生长方面发挥重要作用一旦Rb基因突变可使细胞进入过度增生状态RB基因的功能等位基因(allele)例如：花颜色基因位于一对同源染色体的同一位置上、控制相对性状的两个的基因叫等位基因(allele)一对相同的等位基因称纯合等位基因

一对不同的等位基因称杂合等位基因

显性基因隐性基因完全显性不完全显性共显性问：女性的两条X染色体基因应如何表达？拓展知识：X染色体基因中，有65%完全处于“休眠”状态，20%仅在部分女性身上“休眠”，15%则完全逃离“休眠”状态一旦其中一条X染色体被损坏，还可以由另一条X染色体来纠正男性却只有一条X染色体，一旦它遭到破坏，男性就会患上血友病、色盲以及肌肉萎缩症等各种遗传病以前人们一直认为，在女性的两条X染色体中，有一条染色体是完全不起作用或是处于“休眠”状态的在Y染色体中，目前仍在“工作”的基因只剩下不到100个X染色体中“工作”的基因>1000个有一个这样的故事：20年前一次意外事故，三个工人遭受钴60（Co60)放射性核素的照射结果：一名工人不久死亡一名工人几年后死于白血病最后一名工人20年后患糖尿病就诊你知道医生在为病人检查时发现了什么吗？锁骨骨折肋骨串珠样X光片发现广泛性骨质缺损骨髓检查——浆细胞比例为30%左右（正常为0.6-1.3%）(多发性骨髓瘤）因此，多基因病涉及遗传因素和环境因素物理因素化学因素生物因素自发因素2.多基因病(polygenicdisease)：性状或疾病的遗传方式取决于两个以上微效基因的累加作用，同时还受环境因素的影响，因此这类性状也称为复杂性状或复杂疾病（complexdisease）也叫：“复杂性状疾病”近视(myopia)高血压(hypertension)糖尿病(diabetes)精神分裂症(schizophrenia)哮喘(asthma)肿瘤或癌

(tumororcancer)多基因病的遗传要点数量性状的遗传基础是两对以上基因。这些基因之间没有显,隐性的区别,而是共显性。每个基因对表型的影响很小,称为微效基因。微效基因具有累加效应,即一个基因对表型作用很小,但若干个基因共同作用,可对表型产生明显影响。不仅遗传因素起作用,环境因素具有明显作用。例如：结肠癌（Coloncancer)相关基因：NGX6，SOX7，ITGB1，HSPA9B，MAPK8，PAG，

RANGAP1，SRC和CDC2等。相关信号通路：ras/MEK/ERK，JNK，Rb/E2F，PI3K/AKT及受体相互作用相关通路，免疫反应相关通路以及细胞黏附相关通路等。①早期原发癌生长②肿瘤血管形成③肿瘤细胞脱落并侵入基质④进入脉管系统⑤癌栓形成⑥继发组织器官定位生长⑦转移癌继续扩散例如：糖尿病(diabetes)依赖胰岛素型糖尿病在位于第6号染色体上可能包含至少一个对I型糖尿病敏感的基因在人类基因组中，大约10个位点现在被发现似乎对I型糖尿病敏感其中：1)11号染色体位点IDDM2上的基因

2)葡萄糖激酶基因高血压(hypertension)目前最受关注的是ATP2B1基因编码一种膜蛋白，具有钙泵特性能将高浓度细胞内钙泵出细胞外。精神神经性疾病精神分裂症基因表达改变/诱导增强家族史家暴基因本质：基因组变异惊吓—？—基因突变——精神病多基因病的遗传：易患性(liability)易感性(susceptibility)发病阈值(threshold)易患性(liability)——在多基因病发生中，遗传因素和环境因素共同作用决定一个个体患某种遗传病的可能性。possibility遗传因素(hereditaryfactors)环境因素(environmentalfactor)易感性(susceptibility)——特指由遗传因素决定的患病风险，仅代表个体所含有的遗传因素，易感性完全由基因决定。——在一定的环境条件下，易感性高低可代表易患性高低。riskwithdisease发病阈值(threshold)——当一个个体易患性高到一定限度就可能发病——这种由易患性所导致的多基因病发病最低限度称为发病阈值minimum例如：三核苷酸拷贝数变异CGG(精氨酸)重复：——重复5-54次，正常——重复6-230次，携带者（敏感体质）——重复230-4000次，发病

如：脆性X染色体综合征智力低下患者细胞在缺乏胸腺嘧啶或叶酸的环境中培养时往往出现X-染色体发生断裂男性发病1/1200-2500，女性发病1/1650-5000FragileXsyndrome阈值效应举例：长脸，耳外凸智力低下语言障碍对外界反应迟钝Copynumbervariation问：为什么是三核苷酸重复而不是4、5个？提示：三核苷酸处于阅读框架内，不容易破坏原有基因的开放阅读框架(ORF)4、5个核苷酸不在ORF内，变化容易对原有基因造成很大的影响，一般不容易积累保留癌蛋白抗原癌基因抑癌基因P53蛋白积聚，细胞周期变化P53等位基因丢失、点突变肿瘤形成肿瘤促进因子细胞表型变化相关基因作用P53基因阻滞细胞周期：G1和G2/M期

促进细胞调亡：bax/bcl2

维持基因组稳定：核酸内切酶活性

抑制肿瘤血管生成：Smad4P53基因可否用于治疗癌症？P53基因功能基因治疗：是指以改变人类遗传物质为基础的生物医学治疗。通过将人的正常基因或有治疗作用的DNA导入人体靶细胞，去纠正基因的缺陷或者发挥治疗作用。抑癌基因P53载体P53基因治疗第三节分析文体特征和表现手法2大考点书法大家启功自传赏析中学生，副教授。博不精，专不透。名虽扬，实不够。高不成，低不就。瘫偏‘左’，派曾‘右’。面微圆，皮欠厚。妻已亡，并无后。丧犹新，病照旧。六十六，非不寿。八宝山，渐相凑。计平生，谥曰陋。身与名，一起臭。【赏析】寓幽默于“三字经”，名利淡薄，人生洒脱，真乃大师心态。1.实用类文本都有其鲜明的文体特征，传记的文体特征体现为作品的真实性和生动性。传记的表现手法主要有以下几个方面：人物表现的手法、结构技巧、语言艺术和修辞手法。2.在实际考查中，对传记中段落作用、细节描写、人物陪衬以及环境描写设题较多，对于材料的选择与组织也常有涉及。3.考生复习时要善于借鉴小说和散文的知识和经验，同时抓住传记的主旨、构思以及语言特征来解答问题。传记的文体特点是真实性和文学性。其中，真实性是传记的第一特征，写作时不允许任意虚构。但传记不同于一般的枯燥的历史记录，它具有文学性，它通过作者的选择、剪辑、组接，倾注了爱憎的情感；它需要用艺术的手法加以表现，以达到传神的目的。考点一分析文体特征从哪些方面分析传记的文体特征？一、选材方面1.人物的时代性和代表性。传记里的人物都是某时代某领域较

突出的人物。2.选材的真实性和典型性。传记的材料比较翔实，作者从传主

的繁杂经历中选取典型的事例，来表现传主的人格特点，有

较强的说服力。3.传记的材料可以是重大事件，也可以是日常生活小事。[知能构建]二、组材方面1.从时序角度思考。通过抓时间词语，可以迅速理清文章脉络，

把握人物的生活经历及思想演变过程。2.从详略方面思考。组材是与主题密切相关的。对中心有用的，

与主题特别密切的材料，是主要内容，则需浓墨重彩地渲染，

要详细写；与主题关系不很密切的材料，是次要内容，则轻

描淡写，甚至一笔带过。三、句段作用和标题效果类别作用或效果开头段内容：开篇点题，渲染气氛，奠定基调，表明情感。结构：总领下文，统摄全篇；与下文某处文字呼应，为下文做铺垫或埋下伏笔；与结尾呼应。中间段内容：如果比较短，它的作用一般是总结上文，照应下文；如果比较长，它的作用一般是扩展思路，丰富内涵，具体展示，深化主题。结构：过渡，承上启下，为下文埋下伏笔、铺垫蓄势。结尾段内容：点明中心，深化主题，画龙点睛，升华感情、卒章显志，启发思考。结构：照应开头；呼应前文；使结构首尾圆合。标题①突出了叙述评议的对象。②设置悬念，激发读者的阅读兴趣。③表现了传主的精神或品质。④点明了主旨，表达了作者的情感。⑤运用修辞，使文章内涵丰富，意蕴深刻，增加了文章的厚度与深度。四、语言特色角度分析鉴赏传记的类别自传采用第一人称，语言或幽默调侃或自然亲切；他传采用第三人称，语言或朴实自然或文采斐然。语意和句式句子中的关键词所包含的情感、态度等，整句与散句、推测与肯定、议论与抒情、祈使与反问等特殊句式，往往有着不同一般的表现力。这些都是分析语言的切入点。修辞的角度修辞一般是用来加强语言的表现力的。抓住修辞特点，就能从语言的表达效果上加以体味。语言风格含蓄与明快、文雅与通俗、生动与朴实、富丽与素淡、简洁与繁复等。1.(2015·新课标全国卷Ⅰ)阅读下面的文字，完成后面的题目。[即学即练]朱东润自传1896年我出生在江苏泰兴一个失业店员的家庭，早年生活艰苦，所受的教育也存在着一定的波折。21岁我到梧州担任广西第二中学的外语教师，23岁调任南通师范学校教师。1929年4月间，我到武汉大学担任外语讲师，从此我就成为大学教师。那时武汉大学的文学院长是闻一多教授，他看到中文系的教师实在太复杂，总想来一些变动。用近年的说法，这叫作掺沙子。我的命运是作为沙子而到中文系开课的。大约是1939年吧，一所内迁的大学的中文系在学年开始，出现了传记研究这一个课，其下注明本年开韩柳文。传记文学也好，韩柳文学也不妨，但是怎么会在传记研究这个总题下面开韩柳文呢？在当时的大学里，出现的怪事不少，可是这一项多少和我的兴趣有关，这就决定了我对于传记文学献身的意图。《四库全书总目》有传记类，指出《晏子春秋》为传之祖，《孔子三朝记》为记之祖，这是三百年前的看法，现在用不上了。有人说《史记》《汉书》为传记之祖，这个也用不上。《史》《汉》有互见法，对于一个人的评价，常常需要通读全书多卷，才能得其大略。可是在传记文学里，一个传主只有一本书，必须在这本书里把对他的评价全部交代。是不是古人所作的传、行状、神道碑这一类的作品对于近代传记文学的写作有什么帮助呢？也不尽然。古代文人的这类作品，主要是对于死者的歌颂，对于近代传记文学是没有什么用处的。这些作品，毕竟不是传记文学。除了史家和文人的作品以外，是不是还有值得提出的呢？有的，这便是所谓别传。别传的名称，可能不是作者的自称而是后人认为有别于正史，因此称为“别传”。有些简单一些，也可称为传叙。这类作品写得都很生动，没有那些阿谀奉承之辞，而且是信笔直书，对于传主的错误和缺陷，都是全部奉陈。是不是可以从国外吸收传记文学的写作方法呢？当然可以，而且有此必要。但是不能没有一个抉择。罗马时代的勃路塔克是最好的了，但是他的时代和我们相去太远，而且他的那部大作，所着重的是相互比较而很少对于传主的刻画，因此我们只能看到一个大略而看不到入情入理的细致的分析。英国的《约翰逊博士传》是传记文学中的不朽名作，英国人把它推重到极高的地位。这部书的细致是到了一个登峰造极的地位，但是的确也难免有些琐碎。而且由于约翰逊并不处于当时的政治中心，其人也并不能代表英国的一般人物，所以这部作品不是我们必须模仿的范本。是不是我国已经翻译过来的《维多利亚女王传》可以作为范本呢？应当说是可以，由于作者着墨无多，处处显得“颊上三毫”的风神。可是中国文人相传的做法，正是走的一样的道路，所以无论近代人怎么推崇这部作品，总还不免令人有“穿新鞋走老路”的戒心。国内外的作品读过一些，也读过法国评论家莫洛亚的传记文学理论，是不是对于传记文学就算有些认识呢？不算，在自己没有动手创作之前，就不能算是认识。这时是1940年左右，中国正在艰苦抗战，我只身独处，住在四川乐山的郊区，每周得进城到学校上课，生活也很艰苦。家乡已经陷落了，妻室儿女，一家八口，正在死亡线上挣扎。我决心把研读的各种传记作为范本，自己也写出一本来。我写谁呢？我考虑了好久，最后决定写明代的张居正。第一，因为他能把一个充满内忧外患的国家拯救出来，为垂亡的明王朝延长了七十年的寿命。第二，因为他不顾个人的安危和世人的唾骂，终于完成历史赋予他的使命。他不是没有缺点的，但是无论他有多大的缺点，他是唯一能够拯救那个时代的人物。(有删改)【相关链接】①自传和传人，本是性质类似的著述，除了因为作者立场的不同，因而有必要的区别以外，原来没有很大的差异。但是在西洋文学里，常会发生分类的麻烦。我们则传叙二字连用指明同类的文学。同时因为古代的用法，传人曰传，自叙曰叙，这种分别的观念，是一种原有的观念，所以传叙文学，包括叙、传在内，丝毫不感觉牵强。(朱东润《关于传叙文学的几个名词》)②朱先生确是有儒家风度的学者，一身正气，因此他所选择的传主对象，差不多都是关心国计民生的有为之士。他强调关切现实，拯救危亡，尊崇气节与品格。这都是可以理解的。(傅璇琮《理性的思索和情感的倾注——读朱东润先生史传文学随想》)★作为带有学术性质的自传，本文有什么特点？请简要回答。答：________________________________________________解析本题考查分析文本的文体基本特征和语言特色。解答时，要在阅读的基础上，了解文章的文体特征、内容的侧重点、内容表达的特征。本文作为一篇带有学术性质的自传，突出特点之一就是偏重学术经历，介绍了自己的传记文学观及其形成过程。文章的开头与结尾，将自己的生平与学术结合起来，尤其是为张居