精妙的信息存储体
①提起存储信息的媒介，我们一般想到的是硬盘、光盘，或者还有早先的软盘和磁带，恐怕谁也不会想到，大自然最古老、迄今容量最大的存储媒介其实在我们每个人身上，也在身边每一个生物体内，那就是存储生命密码的DNA。
②我们知道，在DNA上，不仅存放着那些与生命活动有关的基因，还存放着大量的“垃圾基因”。如果我们把DNA比喻成一本书，这些垃圾基因就相当于书中插进去的一段段乱码。在乱码段落里，里面的字符不论怎么排，都不影响我们对整本书内容的理解。
③于是科学家想，既然DNA上的“乱码区”可以随意填写，那何不填写上我们需要保存的信息呢？举个例子。现在要在DNA上存储“大科技”三个字。我们先把它们转化为电脑上的二进制码，然后再把二进制码转化为DNA上的“碱基文字”，譬如说转化结果是“A-T-T-A-C-C-G”，最后在某个细菌的DNA上的垃圾基因截取一段，把该段的“乱码文字”用“A-T-T-A-C-C-G”替代。那么随着这个细菌不断繁殖，只要这段区域不发生基因突变，所有后代身上都将带上了“A-T-T-A-C-C-G”这段信息。几百年后，我们的后人只要抓起一个细菌，通过基因测序，把这段代码测出来，就可以还原它所代表的意思——哦，原来是“大科技”！
④为什么上述实验要用细菌刻写呢?因为细菌是无性生殖的，也就是说，除非发生基因突变，子代和母代的DNA是完全相同的。有性生殖的生物就不行，因为在交配过程中，基因要发生重组，来自另一方的“乱码字符”将插进你刻的信息里头，到了下一代的DNA上，你恐怕就读不出原先的意义来了，这种方法很巧妙，是不是?可惜还有缺点。因为生物体的基因总在发生着突变，不论有用还是没用的基因概不例外。基因突变在分子水平上表现为核苷酸上的碱基要么被取代，要么缺失，要么插进新的碱基。所以，你“刻写”在生物体上的信息，一代代随着时间的推移，甚至会出现“张冠李戴”的情况。
③为了避开这个缺点，由美国哈佛大学的分子生物学家乔治·邱奇领导的一个小组在2012年8月尝试了另一种办法。他们所用的材料不是活细胞的DNA，而是人工合成的DNA。人造DNA除了不会发生基因突变这一优点外，还有一个好处是整条DNA都可以用于刻写，不像活细胞的DNA，刻写时你得小心翼翼地避开有用的基因。邱奇等人竟然在人造DNA上“刻”进了整整一本书的内容，这本书包含53246个英文单词，11张图片和1个电脑程序，总计5.27MB。所储存的信息量比过去DNA上“刻”进信息的最高纪录还要高600多倍。出错率仅为百万分之二，就是说，这么一本厚书，仅出错几个字母。这些信息在常温下至少能稳定保存40万年。
⑥不过，用DNA存储跟同光盘存储一样有个缺点，那就是一旦制作成，就只能读，不能写。因此，这种办法比较适用于需要长期备份保存的大容量数据，像我们电脑上写文章，需要经常修改，那就没必要用它来保存数据了。
⑦目前，DNA存储还有另两个缺点，一个是费用比较昂贵，还有一个是刻录和读取都比较慢。比如这次为了刻这本书，科学家就用了好几天。但随着生物技术的发展，这两个缺点未来都将会被克服。就拿基因测序的费用来说（因为DNA存储和读取都需要用到基因测序技术），2012年的费用仅是2001年的百万分之一。
⑧用DNA做超级硬盘，不再遥远。可以肯定的是，科学终于追上了科幻小说的步伐！
13.结合③④两段内容，介绍科学家将如何利用活细胞DNA进行信息的存储和读取。（2分）
14.阅读下面句子，根据要求回答。（4分）
（1）为了避开这个缺点，由美国哈佛大学的分子生物学家乔治·邱奇领导的一个小组在2012
年8月尝试了另一种办法。（加点的“另一种方法”有什么优点？）
（2）所以，你“刻写”在生物体上的信息，一代代随着时间的推移，甚至会出现“张冠李戴”的情况。（“张冠李戴”在句子中具体指什么?）
15.本文第⑦段运用了哪几种说明方法?各有什么作用?（3分）
答
13．把要存储的信息转化为电脑二进制码，再把二进制码转化为DNA上的“碱基文字”；用刻有信息的DNA替换无性生殖生物中存储垃圾基因的一段DNA；需要读取时，通过基因测序，测出这段替换的DNA，还原信息。
14．(1)整条DNA都可以“刻”，信息存储容量大。(2)指刻写在生物体上的信息由于基因突变和时间推移，造成核苷酸上的碱基出现错乱、混淆等情况。
15．举例子、作比较。举“科学家用好几天才把一本书的信息刻入人工DNA”的事例，来说明目前DNA存储还存在着的缺点；通过2012年与2001年基因测序费用的比较，举例说明了目前DNA存储存在着的缺点是可以被克服的
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