閱讀下面兩個文本,完成1-3題。(共12分)
【文本一】
讓敦煌壁畫再“活”兩萬年
①科幻大片《侏羅紀公園》講述了這樣一個故事:科學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多萬年的恐龍復活了。
②這故事聽起來就像天方夜譚,但2022年天津大學的一項有關(guān)DNA存儲的研究成果讓人們離想象又近了一些。他們將10幅敦煌壁畫的數(shù)字圖像存入DNA中,通過加速老化等實驗,發(fā)現(xiàn)這些壁畫信息在實驗室常溫下可保存千年,在9.4℃下可保存兩萬年。
③DNA竟然可以存儲壁畫?其實,這并不奇怪。自有生命以來,大自然一直用DNA來存儲信息。紛繁復雜的人類基因組信息,就是記錄在比細胞還小得多的DNA上,一代代遺傳下來的。通過一根頭發(fā)附帶的DNA信息,就能復原生命體的所有遺傳信息。DNA存儲了億萬年來無數(shù)生物的遺傳信息,可謂大自然中最好的存儲器。如果能把海量的信息“寫”到小小的DNA上存儲起來,豈不便利?
④壁畫“變身”DNA,需要打破無機與有機的界限,如何才能實現(xiàn)這種“跨界”存儲呢?這要從DNA存儲的兩個步驟——信息寫入和信息讀取說起。
⑤先說信息寫入。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,就能形成一個四進制堿基序列,然后通過編碼轉(zhuǎn)化,實現(xiàn)堿基四進制和計算機二進制的“對話”。據(jù)此,將敦煌壁畫的數(shù)字圖像轉(zhuǎn)換成二進制的比特串,再通過編碼將其轉(zhuǎn)化為四進制的堿基序列,然后通過DNA合成技術(shù)將堿基序列寫入DNA,壁畫的數(shù)字圖像就“變”為DNA了。
⑥再說信息讀取。正常情況下,可先利用技術(shù)手段將DNA存儲的壁畫數(shù)據(jù)拷貝出來,再通過專業(yè)測序儀器測得其堿基序列,然后通過解碼將其轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)據(jù),從而實現(xiàn)信息讀取。
⑦然而,存儲了壁畫信息的DNA跟天然的DNA一樣,長期存放會產(chǎn)生斷裂和降解等問題。如何從嚴重斷裂和降解的DNA樣本中讀取信息,恢復原始的敦煌壁畫圖像呢?
⑧天津大學團隊創(chuàng)新設(shè)計了一種序列重建算法來解決這一問題。他們制備了一個DNA水溶液樣本,放在70℃的溫度下加速其斷裂、降解長達十周,這類似于DNA在自然環(huán)境下千年萬年的降解情形,在此過程中80%以上的DNA片段都發(fā)生了斷裂錯誤。然后,團隊根據(jù)設(shè)計的序列重建算法讓96.4%以上的片段重新被準確組裝和解碼。最后,再通過一種編碼方式解決了少量片段丟失的問題,最終讓原始的敦煌壁畫圖像完美恢復。
(作者:胡春艷 趙暉。有刪改)
【文本二】
①隨著大數(shù)據(jù)時代的到來,人們一直在尋找更海量、更穩(wěn)定、更安全的數(shù)據(jù)存儲方式,而DNA存儲恰能滿足這些需求。
②DNA存儲的最大優(yōu)勢是存儲密度大。在硬盤上存儲一個字節(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)站存儲數(shù)據(jù)需要多個面積數(shù)倍于標準足球場的數(shù)據(jù)中心,而用DNA存儲可能只需一個汽車后備廂就夠了。
③DNA存儲的另一優(yōu)勢是具有持久性。用傳統(tǒng)存儲方式,一般10年左右數(shù)據(jù)就會開始失去完整性,而DNA存儲的數(shù)據(jù)壽命則要長得多,在適當條件下可達數(shù)千年、上萬年甚至幾十萬年。
④但DNA存儲目前還無法取代硬盤等常規(guī)存儲載體。DNA讀取速度慢,寫入速度更慢。用磁盤寫入200MB數(shù)據(jù)用時不到1秒,用DNA則約需三周。此外,DNA寫入和讀取信息目前都耗資巨大。不過有專家表示,放眼未來,DNA存儲方式應(yīng)用前景廣闊。
(摘編自《DNA存儲打開想象空間》)
1. 下列對文本一和文本二的理解和分析,不正確的一項是( )
A.文本一第②段畫橫線處的語句說明了溫度對DNA存儲時間長短的影響。
B.目前DNA無法取代常規(guī)存儲載體,因為它寫入和讀取速度慢且耗資巨大。
C.文本二用作比較等方法來說明DNA相較于傳統(tǒng)存儲載體的優(yōu)勢與劣勢。
D.兩個文本都圍繞DNA這一新型存儲載體,闡述了它存儲的原理和步驟。
2. 同學們在梳理文本一的結(jié)構(gòu)時有兩種不同意見,你認為哪一種更合理,請簡要分析。(5分)
A.①②/③/④⑤⑥⑦⑧ B.①②③/④⑤/⑥⑦⑧
3. 文本二說明了DNA存儲的兩個優(yōu)勢,請從文本一中各找一個例子來佐證它們。(4分)
【參考答案】
1. D(3分)
2. A項合理。……點此查看完整答案(答案頁第一頁第九則No.9)……還可以點此下載Doc完整格式文檔及答案(下載頁No.9)……果可佐證DNA存儲具有持久性的優(yōu)勢。(任舉一例即可)
(符合題目要求,意思對即可。每個優(yōu)勢2分,共4分)