2025年大學《行星科學》專業(yè)題庫——星際空間射線對行星生命演化的影響考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。下列每小題選項中，只有一項符合題意）1.下列哪種宇宙射線粒子主要由超新星爆發(fā)產(chǎn)生？A.質(zhì)子B.α粒子C.鋰核D.錳核2.與太陽風粒子相比，宇宙射線的主要特點是？A.通量較低B.能量更高C.種類更單一D.被行星磁場完全阻擋3.地球早期大氣層相對稀薄，這對早期生命形式抵御宇宙射線的影響是？A.更加有利B.更加不利C.沒有影響D.影響取決于生命形式的具體類型4.DNA損傷是星際空間射線對生物體造成的主要危害之一，以下哪種機制是細胞修復受損DNA的主要方式？A.有絲分裂B.減數(shù)分裂C.重組修復D.自我吞噬5.嗜輻射菌等極端微生物能夠在強輻射環(huán)境下生存，它們通常具有哪些特殊的適應性機制？A.高效的DNA修復系統(tǒng)B.大量的黑色素C.高濃度的抗氧化劑D.以上都是6.行星的磁場強度和分布對其表面生物免受星際空間射線的影響主要體現(xiàn)在？A.磁場可以偏轉帶電粒子，降低其能量B.磁場可以吸收所有類型的射線C.磁場對射線的影響與行星自轉速度有關D.磁場只會對圓形行星起作用7.在評估一個潛在宜居行星的宜居性時，以下哪個因素與星際空間射線的影響密切相關？A.行星的表面溫度B.行星的巖石類型C.行星的大氣成分和密度D.行星的衛(wèi)星數(shù)量8.次級宇宙射線與初級宇宙射線的根本區(qū)別在于？A.能量水平B.粒子種類C.是否經(jīng)過行星大氣層的相互作用D.來源9.以下哪種生物標記物可能被星際空間射線的影響所改變，從而影響我們對過去生命存在的判斷？A.生物標志物的化學結構B.生物標志物的分布范圍C.生物標志物的豐度D.以上都是10.研究星際空間射線對行星生命演化的影響，對于未來人類尋找地外生命和進行太空探索的意義在于？A.可以幫助我們了解生命的起源B.可以幫助我們評估地外行星的宜居性C.可以幫助我們設計更安全的太空探測任務D.以上都是二、填空題（每空1分，共15分）1.星際空間射線主要包括宇宙射線和__________。2.宇宙射線中的次級粒子是由初級宇宙射線與行星大氣分子______________產(chǎn)生的。3.DNA是生物體遺傳物質(zhì)的主要載體，星際空間射線主要通過______________和______________的方式損傷DNA。4.地球磁場的存在，使得地球表面大部分區(qū)域免受高能宇宙射線的直接照射，這是地球生命得以______________的重要原因之一。5.除了直接損傷生物體，星際空間射線還可以通過______________的方式間接影響行星生命。6.在尋找地外生命時，需要考慮行星的______________、______________和______________等因素對生命的影響。7.目前，人類主要通過觀測______________和______________來研究星際空間射線的特性。三、簡答題（每小題5分，共20分）1.簡述太陽風粒子與宇宙射線的區(qū)別。2.解釋星際空間射線如何通過電離作用影響行星大氣層。3.描述生物體為了抵御星際空間射線的傷害所進化出的至少三種防護機制。4.為什么說星際空間射線對宜居行星的評估具有重要意義？四、論述題（10分）假設我們探測到一顆位于宜居帶的系外行星，其大氣層成分與地球相似，但行星沒有明顯的磁場。請分析這顆行星表面生物可能面臨的風險，并說明我們?nèi)绾卧u估其宜居性。試卷答案一、選擇題1.D2.B3.A4.C5.D6.A7.C8.C9.D10.D二、填空題1.太陽風粒子2.肽核反應3.直接打斷、誘發(fā)突變4.存續(xù)5.產(chǎn)生自由基6.大氣層、磁場、液態(tài)水7.X射線、伽馬射線三、簡答題1.太陽風粒子主要由太陽大氣層釋放的等離子體組成，速度較慢，能量較低，主要是質(zhì)子和電子；宇宙射線是來自宇宙空間的高能粒子，主要是質(zhì)子和重離子，速度接近光速，能量極高。太陽風粒子是連續(xù)的，宇宙射線是脈沖式的；太陽風粒子主要受太陽活動影響，宇宙射線來源多樣，包括超新星爆發(fā)、活動星系核等。2.星際空間射線（尤其是高能粒子）與行星大氣分子發(fā)生碰撞，導致大氣分子電離。這個過程會釋放出大量的次級粒子，如電子、離子和自由基，這些次級粒子會進一步與大氣中的其他分子反應，改變大氣成分和化學性質(zhì)，甚至可能破壞大氣層結構。3.生物體為了抵御星際空間射線的傷害進化出了多種防護機制，包括：①DNA修復機制：能夠識別和修復射線損傷的DNA，如堿基切除修復、核苷酸切除修復等；②抗氧化機制：清除射線產(chǎn)生的自由基，保護細胞免受氧化損傷，如超氧化物歧化酶、過氧化氫酶等；③細胞周期調(diào)控：在檢測到DNA損傷時，暫時停止細胞分裂，為DNA修復提供時間；④休眠：在某些極端環(huán)境下，生物體可以進入休眠狀態(tài)，降低新陳代謝，減少射線損傷。4.星際空間射線是宇宙中普遍存在的高能輻射，對行星表面的生命構成威脅。評估一顆行星是否宜居，必須考慮其表面能否接受到的射線劑量。有磁場和厚大氣層的行星可以有效地屏蔽大部分射線，使得表面環(huán)境對生命更加友好。而沒有磁場或大氣層稀薄的行星，其表面生物將直接暴露在高強度的射線環(huán)境中，生存風險極高。因此，研究星際空間射線對行星生命演化的影響，可以幫助我們判斷行星的真實宜居性，為尋找地外生命提供科學依據(jù)。四、論述題這顆行星表面生物面臨的主要風險來自于沒有磁場和厚大氣層的保護，其表面將直接暴露在高能宇宙射線和太陽風中。這些高能粒子會電離大氣層，產(chǎn)生有害的次級輻射，并直接損傷地表生物體的DNA和其他生物大分子，導致基因突變、細胞死亡甚至生物體滅絕。即使存在液態(tài)水，水分子也可能被射線分解，破壞水圈。缺乏磁場保護意味著行星無法有效偏轉這些高能帶電粒子，使得表面受到的輻射劑量遠高于有磁場保護的行星。評估其宜居性需要綜合考慮多個因素：首先，需要精確測量到達該行星表面的宇宙射線和太陽風的強度和能量；其次，要評估行星大氣層的吸收和散射能力，以及大氣層的動態(tài)變化