閱讀下面兩個(gè)文本,完成1-3題。(共12分)
【文本一】
讓敦煌壁畫(huà)再“活”兩萬(wàn)年
①科幻大片《侏羅紀(jì)公園》講述了這樣一個(gè)故事:科學(xué)家找到一塊有史前蚊子的琥珀,從蚊子血中提取了恐龍的DNA片段,從而讓已滅絕6000多萬(wàn)年的恐龍復(fù)活了。
②這故事聽(tīng)起來(lái)就像天方夜譚,但2022年天津大學(xué)的一項(xiàng)有關(guān)DNA存儲(chǔ)的研究成果讓人們離想象又近了一些。他們將10幅敦煌壁畫(huà)的數(shù)字圖像存入DNA中,通過(guò)加速老化等實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)這些壁畫(huà)信息在實(shí)驗(yàn)室常溫下可保存千年,在9.4℃下可保存兩萬(wàn)年。
③DNA竟然可以存儲(chǔ)壁畫(huà)?其實(shí),這并不奇怪。自有生命以來(lái),大自然一直用DNA來(lái)存儲(chǔ)信息。紛繁復(fù)雜的人類(lèi)基因組信息,就是記錄在比細(xì)胞還小得多的DNA上,一代代遺傳下來(lái)的。通過(guò)一根頭發(fā)附帶的DNA信息,就能復(fù)原生命體的所有遺傳信息。DNA存儲(chǔ)了億萬(wàn)年來(lái)無(wú)數(shù)生物的遺傳信息,可謂大自然中最好的存儲(chǔ)器。如果能把海量的信息“寫(xiě)”到小小的DNA上存儲(chǔ)起來(lái),豈不便利?
④壁畫(huà)“變身”DNA,需要打破無(wú)機(jī)與有機(jī)的界限,如何才能實(shí)現(xiàn)這種“跨界”存儲(chǔ)呢?這要從DNA存儲(chǔ)的兩個(gè)步驟——信息寫(xiě)入和信息讀取說(shuō)起。
⑤先說(shuō)信息寫(xiě)入。DNA含有A、T、C、G四種堿基,如果用數(shù)字中的0、1、2、3分別代表一種堿基,就能形成一個(gè)四進(jìn)制堿基序列,然后通過(guò)編碼轉(zhuǎn)化,實(shí)現(xiàn)堿基四進(jìn)制和計(jì)算機(jī)二進(jìn)制的“對(duì)話”。據(jù)此,將敦煌壁畫(huà)的數(shù)字圖像轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制的比特串,再通過(guò)編碼將其轉(zhuǎn)化為四進(jìn)制的堿基序列,然后通過(guò)DNA合成技術(shù)將堿基序列寫(xiě)入DNA,壁畫(huà)的數(shù)字圖像就“變”為DNA了。
⑥再說(shuō)信息讀取。正常情況下,可先利用技術(shù)手段將DNA存儲(chǔ)的壁畫(huà)數(shù)據(jù)拷貝出來(lái),再通過(guò)專業(yè)測(cè)序儀器測(cè)得其堿基序列,然后通過(guò)解碼將其轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)據(jù),從而實(shí)現(xiàn)信息讀取。
⑦然而,存儲(chǔ)了壁畫(huà)信息的DNA跟天然的DNA一樣,長(zhǎng)期存放會(huì)產(chǎn)生斷裂和降解等問(wèn)題。如何從嚴(yán)重?cái)嗔押徒到獾腄NA樣本中讀取信息,恢復(fù)原始的敦煌壁畫(huà)圖像呢?
⑧天津大學(xué)團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新設(shè)計(jì)了一種序列重建算法來(lái)解決這一問(wèn)題。他們制備了一個(gè)DNA水溶液樣本,放在70℃的溫度下加速其斷裂、降解長(zhǎng)達(dá)十周,這類(lèi)似于DNA在自然環(huán)境下千年萬(wàn)年的降解情形,在此過(guò)程中80%以上的DNA片段都發(fā)生了斷裂錯(cuò)誤。然后,團(tuán)隊(duì)根據(jù)設(shè)計(jì)的序列重建算法讓96.4%以上的片段重新被準(zhǔn)確組裝和解碼。最后,再通過(guò)一種編碼方式解決了少量片段丟失的問(wèn)題,最終讓原始的敦煌壁畫(huà)圖像完美恢復(fù)。
(作者:胡春艷 趙暉。有刪改)
【文本二】
①隨著大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來(lái),人們一直在尋找更海量、更穩(wěn)定、更安全的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式,而DNA存儲(chǔ)恰能滿足這些需求。
②DNA存儲(chǔ)的最大優(yōu)勢(shì)是存儲(chǔ)密度大。在硬盤(pán)上存儲(chǔ)一個(gè)字節(jié)要占200納米的空間,在DNA上則只需0.2-0.3納米。如今,各大網(wǎng)站存儲(chǔ)數(shù)據(jù)需要多個(gè)面積數(shù)倍于標(biāo)準(zhǔn)足球場(chǎng)的數(shù)據(jù)中心,而用DNA存儲(chǔ)可能只需一個(gè)汽車(chē)后備廂就夠了。
③DNA存儲(chǔ)的另一優(yōu)勢(shì)是具有持久性。用傳統(tǒng)存儲(chǔ)方式,一般10年左右數(shù)據(jù)就會(huì)開(kāi)始失去完整性,而DNA存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)壽命則要長(zhǎng)得多,在適當(dāng)條件下可達(dá)數(shù)千年、上萬(wàn)年甚至幾十萬(wàn)年。
④但DNA存儲(chǔ)目前還無(wú)法取代硬盤(pán)等常規(guī)存儲(chǔ)載體。DNA讀取速度慢,寫(xiě)入速度更慢。用磁盤(pán)寫(xiě)入200MB數(shù)據(jù)用時(shí)不到1秒,用DNA則約需三周。此外,DNA寫(xiě)入和讀取信息目前都耗資巨大。不過(guò)有專家表示,放眼未來(lái),DNA存儲(chǔ)方式應(yīng)用前景廣闊。
(摘編自《DNA存儲(chǔ)打開(kāi)想象空間》)
1. 下列對(duì)文本一和文本二的理解和分析,不正確的一項(xiàng)是( )
A.文本一第②段畫(huà)橫線處的語(yǔ)句說(shuō)明了溫度對(duì)DNA存儲(chǔ)時(shí)間長(zhǎng)短的影響。
B.目前DNA無(wú)法取代常規(guī)存儲(chǔ)載體,因?yàn)樗鼘?xiě)入和讀取速度慢且耗資巨大。
C.文本二用作比較等方法來(lái)說(shuō)明DNA相較于傳統(tǒng)存儲(chǔ)載體的優(yōu)勢(shì)與劣勢(shì)。
D.兩個(gè)文本都圍繞DNA這一新型存儲(chǔ)載體,闡述了它存儲(chǔ)的原理和步驟。
2. 同學(xué)們?cè)谑崂砦谋疽坏慕Y(jié)構(gòu)時(shí)有兩種不同意見(jiàn),你認(rèn)為哪一種更合理,請(qǐng)簡(jiǎn)要分析。(5分)
A.①②/③/④⑤⑥⑦⑧ B.①②③/④⑤/⑥⑦⑧
3. 文本二說(shuō)明了DNA存儲(chǔ)的兩個(gè)優(yōu)勢(shì),請(qǐng)從文本一中各找一個(gè)例子來(lái)佐證它們。(4分)
【參考答案】
1. D(3分)
2. A項(xiàng)合理。……點(diǎn)此查看完整答案(答案頁(yè)第一頁(yè)第九則No.9)……還可以點(diǎn)此下載Doc完整格式文檔及答案(下載頁(yè)No.9)……果可佐證DNA存儲(chǔ)具有持久性的優(yōu)勢(shì)。(任舉一例即可)
(符合題目要求,意思對(duì)即可。每個(gè)優(yōu)勢(shì)2分,共4分)