DNA计算机

刘颂豪 等

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。(3分)

17.阅读链接材料，结合文章内容，说说你有什么发现。(2分)

材料一：基因芯片(又称DNA芯片、生物芯片)技术，随着人类基因组计划的逐步实施以及分子生物学相关学科的迅猛发展而产生。

材料二：基因芯片正以其可同时、快速、准确地检测和分析数以千计基因组信息的本领而显示出了巨大的威力。基因芯片技术已经或即将被广泛应用于基因功能研究、分子生物学基础研究、人类基因研究和未来医学临床诊断以及进行司法鉴定、疾病检测、药物筛选等。

材料三：基因芯片技术仍然存在着许多亟待解决的问题，例如技术成本昂贵，检测灵敏度较低，分析范围较窄等。

三、古诗文阅读(18分)

㈠阅读下面一首诗，完成18—19题。(4分)

访城西友人别墅

雍陶

澧水①桥西小路斜，日高犹未到君家。

村园门巷多相似，处处春风枳壳花②。

【注释】①澧(lǐ)水：指唐代的澧州城(今湖南北部的澧县)。 ②枳(zhǐ)壳花：枳树的花。

18.诗中“犹未”二字写出了诗人怎样的心情?(2分)

19.这首诗只写村野风光，没有具体写友人和别墅，这样写符合题意吗?为什么?(2分)

㈡阅读甲乙两文，完成20—22题。(8分)

【甲】元丰六年十月十二日夜，解衣欲睡，月色入户，欣然起行。念无与为乐者，遂至承天寺寻张怀民。怀民亦未寝，相与步于中庭。庭下如积水空明，水中藻、荇交横，盖竹柏影也。何夜无月?何处无竹柏?但少闲人如吾两人者耳。 (苏轼《记承天寺夜游》)

【乙】崇祯五年十二月，余住西湖。大雪三日，湖中人鸟声俱绝。是日更定矣，余挐一小舟，拥毳衣炉火，独往湖心亭看雪。雾凇沆砀，天与云与山与水，上下一白。湖上影子，惟长堤一痕、湖心亭一点、与余舟一芥、舟中人两三粒而已。

到亭上，有两人铺毡对坐，一童子烧酒炉正沸。见余，大喜曰：“湖中焉得更有此人!”拉余同饮。余强饮三大白而别。问其姓氏，是金陵人，客此。及下船，舟子喃喃曰：“莫说相公痴，更有痴似相公者!” (张岱《湖心亭看雪》)

20.解释下列句中加点的词。(3分)

⑴ 念无与为乐者 ⑵ 余强饮三大白而别 ⑶ 相与步于中庭

21.下面两个句子所描写的景物各有什么特点?(2分)

⑴庭下如积水空明，水中藻、荇交横，盖竹柏影也。

⑵雾凇沆砀，天与云与山与水，上下一白。

22.根据甲乙两文内容，完成下表。(3分)

选 文时 间景情

甲 文⑴月景闲情

乙 文更定⑵⑶

㈢阅读下面一篇课外文言文，完成23—25题。(6分)

纯孝之报

吴郡陈遗，家至孝。母好食铛①底焦饭，遗作郡主簿，恒装一囊，每煮食，辄贮录②焦饭，归以遗③母。后值孙恩贼出吴郡，袁府君④即日便征。遗已聚敛得数斗焦饭，未展⑤归家，遂带以从军。战于沪渎，败，军人⑥溃散，逃走山泽，皆多饥死，遗独以焦饭得活。时人以为纯孝之报也。 (选自《世说新语》)

【注释】①铛(chēnɡ)：平底浅锅。 ②贮录：储存，收存。 ③遗(wèi)：给予。 ④袁府君：袁山松，晋朝吴郡太守，孙恩攻沪渎，袁山松固守，城陷而死。 ⑤未展：来不及。 ⑥军人：这里指官军。

23.解释下列句子中加点的词。(2分)

⑴母好食铛底焦饭 ⑵袁府君即日便征

24.凭借注释，用现代汉语翻译下面句子。(2分)

每煮食，辄贮录焦饭，归以遗母。

25.请就选文写一句富有文采的读后感言。(2分)

四、写作(50分)

26.从下面两个题目中任选一个，写一篇文章。

题目一：欢乐一家亲

题目二：美好一瞬间

要求：⑴将题目抄写在答题纸上。⑵不限文体(诗歌除外)。⑶不少于600字。⑷作文中不要出现真实的地名、校名、人名。