‘壹’ DNA硬盘的研究突破
2013年1月下旬，英国科学家最近宣布了一项突破性的研究成果，他们将DNA带入了一个革命性的数据存储时代，只需手掌般大小的人造DNA，便可容纳全世界高达30亿TB的数据。
他们表示一点点人造DNA可以保存大量数据，并且可以冷冻干燥、运输和储存数据长达几千年。这些数据怎其实很简单，也是当前在基因指纹分析方面常做的事情——要想读取这些内容可以通过DNA测序，使其转换成计算机编码即可。
该技术共同研究者、欧洲生物信息研究所剑桥研究员Nick Goldman在《自然》杂志周发表的文章中指出，DNA是一种存储信息非常可靠的途径，正因为如此人类才可以从长毛猛犸象骨骼中提取DNA，从而追溯和获得好几万年前的一些信息。
这项研究报告还指出，研究所的团队已经在几乎不可见的微量DNA中储存了154首莎士比亚十四行诗、一张照片、一篇PDF的科学论文和美国民权领袖马丁·路德·金“我有一个梦想”的演讲片段。
美国Agilent公司的Emily Leproust称，他们从网上下了一些文件，让一家美国的生物技术公司在实验室中使用DNA分子技术将这些数据整合到成千上万的DNA片段中，最终的结果看起来就像一个小小的灰尘。然后Agilent公司将样品横跨大西洋邮寄到EBI，那边的研究员将样品浸泡在水中稀释并采用标准的测序机器去解读其中的代码，结果发现能够完全恢复这些文件并且准确度100%。Nick Goldman补充称，它密度如此高又小的如此难以置信，它不需要任何动力去储存和运输，并且保存也非常容易。 共同研究者Ewan Birney称，这个过程涉及到将数字化信息的1和0转换成四个字母的DNA碱基序列，然后这些序列被合成到DNA片段中，如果需要这些内容让机器读取DNA分子便可完全恢复这些信息。虽然读取过程花了两个星期的时间，但未来技术进步将推动缩短这个时间。
在测试中这项技术虽然仅能存储739KB的数据，但是这种方法按比例增加可以存下这个地球上30万亿亿（没写错，就是万亿亿）的字节或30亿TB的数据……研究员表示这样的存储然惊人，但有一个缺点是人工合成DNA的成本太高，不过一旦存储，从理论上来讲这些数据可以安全存放许多个世纪。
Ewan Birney称，这项技术的缩放表现非常好，其编码系统可以达到十万亿亿字节的水平。Nick Goldman补充称，未来成本降下来，它可以用在一些规模较大的公司或政府以及未来个人方面。 尽管DNA可以存储大量的信息并能够保存很长时间，但从目前来看不太容易取代硬盘驱动器，因为文件检索需要很长的时间。不过从另一方面来看，保存DNA上的信息却非常简单，你只需将它放在寒冷、干燥和避光的地方，就可以不用管它了。
‘贰’ 阅读题《DNA计算机》答案
①DNA计算机是一种生物形式的计算机。遗传物质DNA（脱氧核糖核酸）分子是一条双螺旋“长链”，链上布满了“珍珠”即核苷酸。科学家研究发现，DNA分子通过这些“珍珠”的不同排列，能够表达出生物体各种细胞拥有的大量基因物质。数学家、生物学家、化学家以及计算机专家从中得到启迪，正在合作研制未来的液体DNA电脑。它利用DNA能够编码信息的特点，先合成具有特定序列的DNA分子，使它们代表要求解的问题，然后通过与生物酶(在此相当于加、减、乘、除运算)的相互作用，使它们相互反应，形成各种组合，最后过滤掉非正确的组合而得到的编码分子序列就是正确答案。
②由于DNA分子能同时进行大量的生化反应，所以DNA计算机在结构上是超大规模并行的，这种“试管型”的计算方式，在理论上可处理传统计算机的硅芯片和电流难以处理的问题，尤其是那些计算量随计算规模成指数增长的问题。
③DNA计算机以核苷酸为内存，且具有超大规模并行结构，所以DNA分子计算机最大的优点在于其惊人的存贮容量和运算速度。1立方米的DNA溶液，可存储1万亿亿的二进制数据。十几个小时的DNA计算，相当于所有电脑问世以来的总运算量。未来计算机的芯片和磁盘都用DNA溶液来代替，其强大的功能将令人惊讶。而且，DNA计算消耗的能量非常小，只有电脑的十亿分之一。
④DNA计算机诞生于1994年，发明人是莱昂那多·阿德莱曼（Leonard Adleman）。阿德莱曼用“试管” DNA计算机做实验，测试出了DNA计算机的可行性。他的“试管计算机”在几秒内得出了结果，但他花去了数周时间去拣出那些正确的答案。
⑤传统电子技术将在2020年后的某个时候达到物理极限。威斯康星麦迪逊大学的科学家在简化和按比例放大这种技术方面迈出了重要的一步。他们采取了不同于其他先驱者所进行的试管实验的办法，而是把DNA链固定到一块镀金的玻璃载片（一种DNA芯片）上。其他研究人员则希望把DNA计算技术送回到活细胞中。像科幻小说中描述的向大脑植入以DNA为基础的人造智能芯片，也许在不久的将来就像现在接种疫苗一样简单。
⑥DNA分子计算机将是计算机发展的方向之一。现在已经设计出了DNA逻辑门、DNA片段以及更多超前的东西，现在DNA计算机最大的问题是很难检测其计算的结果。一旦这个问题得到解决，DNA计算机将会很快问世。但不要过早地期待它取代传统计算机（塑料制品与硅片的结合）。大部分专家预言：比起用来运行文字处理程序和发送电子邮件，未来的DNA计算机的应用极可能集中在破译密码和绘制飞行航线方面。
14．文章主要介绍了DNA计算机的哪三方面内容？（3分）
15.如果把下面句子中加点的词语去掉，表达的意思有什么变化？（2分）
像科幻小说中描述的向大脑植入以DNA为基础的人造智能芯片，也许在不久的将来就像现在接种疫苗一样简单。
16.根据文章第③段内容，从运算角度，写出下图所表达的意思。（
‘叁’ DNA硬盘的数据采集
Nick Goldman将520万比特的信息编码成DNA，这与George Church团队在去年做的实验在量级上相当。但是，George Church团队使用了一个简单的代码替换，即DNA核苷酸（即一个碱基）对应一个比特，核苷酸A和C用0来编码，而核苷酸G和T用1来编码。这有时会导致产生一段很长由相同字母构成的序列，这就很难被测序仪读取并导致错误。
Nick Goldman的研究小组进一步开发出了一套更复杂的加密法。每一个字节（（8个1或0的组成字符串））表示由A、C、G或T构成的单词（5个字母）。为了试图进一步限制错误，科学家将DNA代码转码横交叉字符串，每个长达117个字母的序列均带有索引信息，显示它在整个代码的位置。加密系统再对部分重叠的字符串数据进行编码。这样，一个字符串中的任何错误均可被其他三个字符串交叉检查。
‘肆’ dna分子两条长链盘绕成什么结构
答案C
DNA分子一般都是由两条反向平行脱氧核苷酸长链盘绕而成的螺旋结构,外侧是由磷酸与脱氧核糖交替连接构成的骨架,内部是碱基对通过氢键相连,A与T配对,G与C配对,所以C选项错误.
‘伍’ DNA是什么！～具体答案
脱氧核糖核酸（DNA，为英文Deoxyribonucleic acid的缩写），又称去氧核糖核酸，是染色体的主要化学成分，同时也是组成基因的材料。有时被称为“遗传微粒”，因为在繁殖过程中，父代把它们自己DNA的一部分复制传递到子代中，从而完成性状的传播
a. DNA是由核酸的单体聚合而成的聚合体。
b. 每一种核酸由三个部分所组成：一分子含氮盐基+一分子五碳糖(脱氧核糖)+一分子磷酸根。
c. 核酸的含氮盐基又可分为四类：鸟嘌呤(G)、胸腺嘧啶(T)、腺嘌呤(A)、胞嘧啶(C)
d. DNA的四种含氮盐基组成具有物种特异性。即四种含氮盐基的比例在同物种不同个体间是一致的，但再不同物种间则有差异。
e. DNA的四种含氮沿基比例具有奇特的规律性，每一种生物体DNA中 A≈T C≈G 加卡夫法则。
生命的遗传奥秘茂藏在DNA和RNA中
现在人们都知道DNA和RNA是遗传物质，但是什么叫DNA呢？其实DNA和RNA是一种核酸的东西，因为它藏在细胞核内，又具有酸性，因为在它刚被发现的时候就被称为核酸。
核酸是一个叫米歇尔的瑞士青年化学家发现的，那还是1869年的事，到了1909年，一位美国生化学家又发现核酸中的碳水化合物有两种核糖分子，因此核酸也有两种，一种叫脱氧核糖酸，英文缩写就是DNA，另一种是核糖核酸，英文缩写是RNA。DNA一般只在细胞核中，而RNA除了在细胞核中外，还分布在细胞质中。
DNA和RNA与生物遗传基因细菌学家艾弗里通过研究肺炎球菌转化时，偶然发现了DNA，就是那个被很多人找了很久的基因物质。在DNA上带着生命的遗传秘密的基因物质，这样，对于到底什么是决定生命遗传现象的探索，终于到了揭开秘密的时候了，这时已是20世纪40年代。
组成DNA的4种核苷酸的排列组合顺序大有奥秘
解开DNA的秘密
当发现基因就是DNA后，人们还是想知道，这个DNA是怎么样的一种东西，它又是通过什么具体的办法把生命的那么多信息传递给新的接班人的呢？
首先人们想知道DNA是由什么组成的，人类总是爱这样刨问底。结果有一个叫莱文的科学家通过研究，发现DNA是由四种更小的东西组成，这四种东西的总名字叫核苷酸，就像四个兄弟一样，它们都姓核苷酸，但名字却有所不同，分别是腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)和胸腺嘧啶(T)，这四种名字很难记，不过只要记住DNA是由四种核苷酸只是随便聚在一起的、而且它们相互的连接没有什么规律，但后来核苷酸其实不一样，而且它们相互组合的方式也千变万化，大有奥秘。
现在，人们已基本上了解了遗传是如何发生的。20世纪的生物学研究发现：人体是由细胞构成的，细胞由细胞膜、细胞质和细胞核等组成。已知在细胞核中有一种物质叫染色体，它主要由一些叫做脱氧核糖核酸（DNA）的物质组成。
生物的遗传物质存在于所有的细胞中，这种物质叫核酸。核酸由核苷酸聚合而成。每个核苷酸又由磷酸、核糖和碱基构成。碱基有五种，分别为腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胞嘧啶（C）、胸腺嘧啶（X）和尿嘧啶（U）。每个核苷酸只含有这五种碱基中的一种。
单个的核苷酸连成一条链，两条核苷酸链按一定的顺序排列，然后再扭成“麻花”样，就构成脱氧核糖核酸（DNA）的分子结构。在这个结构中，每三个碱基可以组成一个遗传的“密码”，而一个DNA上的碱基多达几百万，所以每个DNA就是一个大大的遗传密码本，里面所藏的遗传信息多得数不清，这种DNA分子就存在于细胞核中的染色体上。它们会随着细胞分裂传递遗传密码。
人的遗传性状由密码来传递。人有10万个基因，而每个基因是由密码来决定的。人的基因中既有相同的部分，又有不同的部分。不同的部分决定人与人的区别，即人的多样性。人的DNA共有30亿个遗传密码，排列组成10万个基因。
‘陆’ 如图为DNA分子结构图，据图回答：（1）指出下列各部分名称：1、______；2、______； 3、______；4、_____
（1）由以上分析可知，图中1为磷酸；2为脱氧核糖；4由一分子脱氧核糖、一分子磷酸和一分子胞嘧啶组成；6为鸟嘌呤；7为胸腺嘧啶．
（2）若以放射性同位素15n标记该dna，则放射性物质位于含氮碱基（3、5、6和7）中．
（3）水解该dna获得其基本组成单位脱氧核苷酸时，断裂的是磷酸二酯键，即位于1和2之间的化学键．
（4）dna是遗传信息的携带者，而每个dna的脱氧核苷酸序列各有特点，决定了生物个体的特异性．
故答案为：
（1）磷酸
脱氧核糖
由一分子脱氧核糖、一分子磷酸和一分子胞嘧啶组成
鸟嘌呤
胸腺嘧啶
（2）2、5、6、酣害丰轿莶计奉袭斧陋7
（3）1和2
（4）遗传信息
脱氧核苷酸
‘柒’ 下列有关DNA的叙述中，正确的是 ( )
【答案】A
【答案解析】试题分析：同一生物体的所有体细胞来自同一个受精卵的有丝分裂，细胞核中的DNA相同，故A正确；DNA主要存在于细胞核中，少量存在于线粒体和叶绿体中，故B错；组成DNA的碱基有A、T、G、C，缺水和营养不足不会影响碱基组成，故C错；在双链DNA分子中，A=T，G=C，在单链DNA分子中不一定有上述比例，故D错。
考点：本题主要考查DNA分子结构，意在考查考生能理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系的能力。
‘捌’ 某DNA双链中，一条单链的（A+T）/（C+G）=b，...
【答案】C
【答案解析】试题分析：DNA分子具有独特的双螺旋结构，它是由两条平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成；其外侧由脱氧核糖和磷酸交替连接构成基本骨架，内侧是碱基对（A－T；C－G）通过氢键连接。在一条单链中（A+T）/（C+G）=b，由于碱基互补配对，则其互补链中（T+A）/（G+C）=b，所以在整个DNA
分子中（A+T）/（C+G）也等于b，故选C。
考点：DNA分子结构
点评：本题难度一般，要求学生识记DNA分子结构的相关知识，考查学生对DNA分子结构中碱基比例的理解。
‘玖’ dna硬盘阅读答案图…
2013年1月下旬，英国科学家最近宣布了一项突破性的研究成果，他们将DNA带入了一个革命性的数据存储时代，只需手掌般大小的人造DNA，便可容纳全世界高达30亿TB的数据。研究所的团队已经在几乎不可见的微量DNA中储存了154首莎士比亚十四行诗、一张照片、一篇PDF的科学论文和美国民权领袖马丁·路德·金“我有一个梦想”的演讲片段。要想读取这些内容可以通过DNA测序，使其转换成计算机编码即可。
‘拾’ 关于DNA分子的结构与复制的叙述中，正确的是( )
【答案】D
【答案解析】试题分析：含有n个腺嘌呤的DNA分子第n次复制，其实就是有2n-1个DNA分子在复制，每个需要n个腺嘌呤脱氧核苷酸，那么2n-1个DNA分子就需要2n-1×n个腺嘌呤脱氧核苷酸，A错误；DNA双链被32P标记后，不管复制多少次，都只有2个DNA带有标记，所以复制n次，子代DNA中有标记的占2／2n，B错误；细胞内全部DNA被32P标记后，在不含32P的环境中进行连续有丝分裂，第2次分裂时，细胞复制后的每条染色体中都有一条姐妹染色单体被32P标记，在有丝分裂后期，着丝点分开后，有一半DNA带有标记，两条姐妹染色单体分开后向两极运动是随机的，所以进入某一个子细胞的DNA不一定有一半带有标记，C错误；在一个双链DNA分子中，G+C占碱基总数的M％，由于两条链中G+C的数目是相等的，那么该DNA分子的每条链中G+C所占比例就相当于分子、分母各减半，其比例是不变的D正确。
考点：本题考查DNA分子的结构与复制的知识。意在考查能理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系的能力。