2024届高三生物二轮复习课件专题《测序技术概述与相关考点》

测序技术概述 1 基因测序技术的发展史 3 基因测序技术的发展史 4 1. 概述： 又叫 “双脱氧链终止法测序”， 由英国生物化学家 Frederick Sanger 及其同事于 1977 年发明。 优点：①具有 99.999% 碱基准确率，是DNA序列测定的“金标准”。 ②可以对长达1000bp的DNA片段进行测序 ③用时短，只需要几十分钟即可完成一次测序 缺点：试剂昂贵，通量低、成本高 一代DNA测序技术——Sanger测序 5 一代DNA测序技术——Sanger测序 +模板链 +DNA 聚合酶 +dNTPs +单引物（同位素标记） 准备四个反应混合物 ddNTP不含3’-OH，无法和下一个核苷酸之间形成磷酸二酯键，DNA链终止延伸。 2. 原理 ①反应系统 6 一代DNA测序技术——Sanger测序 2. 原理 7 3. 优化 一代DNA测序技术——Sanger测序 ①采用4种不同颜色的荧光染料来标记四种双脱氧核苷酸，代替了之前的同位素标记引物方法，那么在一个反应管中可同时进行四个终止反应。 ②利用聚丙烯酰胺凝胶分离终止反应的产物后，采用计算机荧光检测系统读取四种双脱氧核苷酸终止子，提高了测序的速度。 ③后美国应用生物系统（Applied Biosystems,ABI）推出第一款半自动的ABI370测序仪。并且采用毛细管电泳替代了平板凝胶电泳，提升了分析速度，实现自动化，提高了检测通量。 8 一代DNA测序技术——Sanger测序 4. 实例 Chr4：153249393：FBXW7：G：A GAAGTATGCCC 验证基因突变位点 Refseq： 9 二代DNA测序技术——下一代测序/高通量测序技术 1.概述: 代表的技术有： ①Roche公司的454焦磷酸测序技术、 ②Illumina公司的Solexa技术 ③ABI公司的SOLiD技术 优点：①更高的测序深度带来更高的灵敏度（低至1%） ②探索能力更强 ③突变分辨率更高 ④相同的DNA起始量产生更多的数据 ⑤样本通量更高 缺点：①对少量靶点（1–20个）的测序不够经济、快速 ②读长短 10 二代DNA测序技术——下一代测序/高通量测序技术 2. 原理 Illumina 测序 DNA分离 文库制备 测序 数据分析 11 二代DNA测序技术——下一代测序/高通量测序技术 2. 原理 Illumina 测序 文库制备 DNA片段化—末端修复—A尾添加—接头连接—分选纯化 12 二代DNA测序技术——下一代测序/高通量测序技术 2. 原理 Illumina 测序 经“桥式扩增”,以产生单链 DNA 分子的克隆簇 测序仪：Illumina平台 平台的测序技术为基于基因芯片的边合成边测序。 整个平台可解剖为三个系统： ①温度控制系统，原理和普通PCR仪一样，来控制反应的进行； ②酶控制系统，通过各种酶来控制DNA合成与剪切； ③荧光信号收集系统，可以理解为分辨率极高的照相机。 13 二代DNA测序技术——下一代测序/高通量测序技术 使用可逆终止化学对 DNA 一次一个碱基进行测序 测序引物与通用接头或索引接头结合，并添加一个用特定荧光颜色标记的碱基。因为克隆簇包含相同的 DNA 序列，所以整个簇被读取为一个碱基。相机记录整个流动槽的这些碱基读数。 2. 原理 Illumina 测序 测序仪：Illumina平台 14 二代DNA测序技术——下一代测序/高通量测序技术 2. 原理 Illumina 测序 数据分析 高考真题 15 16 高考真题 17 高考真题 18 高考真题 19 高考真题 20 高考真题 $$