2025年大學(xué)《空間科學(xué)與技術(shù)》專業(yè)題庫——太空環(huán)境下植物生長與繁殖考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。下列每小題備選答案中，只有一項是符合題目要求的。請將正確選項的字母填在題后的括號內(nèi)。）1.下列哪一項不屬于通常所指的太空環(huán)境的主要物理因素？A.微重力B.高真空C.地球磁場D.宇宙輻射2.在微重力環(huán)境下，植物根系通常表現(xiàn)出向地性彎曲減弱或消失，這是由于什么原因？A.根系生長激素分布均勻B.水分向上運(yùn)輸受阻C.細(xì)胞膨壓驅(qū)動減弱D.根系細(xì)胞失水3.宇宙輻射對植物的主要損傷機(jī)制是？A.干擾光合作用色素B.破壞遺傳物質(zhì)（DNA/RNA）C.導(dǎo)致植物快速衰老D.直接灼傷植物葉片4.植物在太空環(huán)境下為了適應(yīng)低氣壓，常常會出現(xiàn)的生理現(xiàn)象是？A.氣孔關(guān)閉B.氣孔開放C.根系吸水能力增強(qiáng)D.蒸騰作用急劇下降5.以下哪種植物激素在應(yīng)對太空環(huán)境脅迫時，通常表現(xiàn)出顯著升高？A.赤霉素B.脫落酸C.生長素D.細(xì)胞分裂素6.用于研究太空環(huán)境下植物生長的“中子防護(hù)罩”主要是為了應(yīng)對哪種輻射？A.X射線B.伽馬射線C.金屬離子輻射D.中子輻射7.在空間站進(jìn)行植物培養(yǎng)實(shí)驗，通常采用的主要技術(shù)手段是？A.開放式土壤種植B.水培或氣培C.完全封閉的基質(zhì)袋種植D.無土基質(zhì)種植8.所謂的“太空育種”，其主要目的是利用太空環(huán)境誘導(dǎo)植物產(chǎn)生？A.顯著的個體變異B.對微重力的高度適應(yīng)C.抗宇宙輻射能力D.生長速度的快速提升9.植物在太空長期生長，其葉綠素含量和光合速率通常會？A.顯著增加B.顯著下降C.保持不變D.先增加后下降10.太空農(nóng)業(yè)的核心目標(biāo)之一是？A.實(shí)現(xiàn)植物基因的完全改造B.生產(chǎn)高營養(yǎng)價值、易儲存的作物C.使植物在太空生長速度完全等同于地面D.完全擺脫對地面補(bǔ)給依賴二、填空題（每空1分，共15分。請將正確答案填在橫線上。）1.太空環(huán)境的主要特點(diǎn)包括：______、______、______和極端溫度。2.植物在微重力下表現(xiàn)出典型的______現(xiàn)象減弱或消失。3.植物應(yīng)對輻射損傷的重要生理機(jī)制是激活______系統(tǒng)，清除活性氧。4.在高真空環(huán)境下，植物葉片氣孔通常傾向于______，以減少水分散失。5.研究太空環(huán)境下植物生長的______技術(shù)，可以避免土壤環(huán)境因素的干擾。6.植物對太空環(huán)境的適應(yīng)性表現(xiàn)為其生理生化過程發(fā)生______和______。7.“空間誘變育種”利用太空環(huán)境的______和______等因素誘導(dǎo)植物發(fā)生遺傳變異。8.為了維持空間站的生態(tài)系統(tǒng)平衡和長期載人飛行，需要建立高效的______系統(tǒng)。三、名詞解釋（每小題3分，共12分。請為下列名詞提供簡潔、準(zhǔn)確的定義。）1.地性彎曲（Geotropism）2.活性氧（ReactiveOxygenSpecies,ROS）3.水培（Hydroponics）4.太空誘變育種（SpaceMutagenesisBreeding）四、簡答題（每小題5分，共20分。請簡要回答下列問題。）1.簡述微重力對植物根系形態(tài)結(jié)構(gòu)的主要影響。2.簡述植物在太空環(huán)境下可能面臨的主要脅迫類型及其對生理活動的基本影響。3.簡述利用植物進(jìn)行太空生命保障系統(tǒng)構(gòu)建的基本原理。4.簡述進(jìn)行空間植物實(shí)驗需要克服的主要技術(shù)挑戰(zhàn)。五、論述題（每小題10分，共20分。請結(jié)合所學(xué)知識，深入分析和闡述下列問題。）1.論述植物在太空環(huán)境下進(jìn)行光合作用所面臨的特殊挑戰(zhàn)及其可能的適應(yīng)策略。2.結(jié)合當(dāng)前空間技術(shù)發(fā)展，探討發(fā)展太空農(nóng)業(yè)的重要意義、面臨的主要科學(xué)問題及未來的研究方向。---試卷答案一、選擇題1.C2.A3.B4.B5.B6.D7.B8.A9.B10.B二、填空題1.微重力高真空宇宙輻射2.向地性3.抗氧化4.開放5.無土栽培（或水培/氣培）6.改變調(diào)整7.宇宙輻射（或輻射）微重力（或重力）8.生物再生（或生命）保障三、名詞解釋1.地性彎曲：植物器官（通常指根）在重力方向上發(fā)生生長彎曲的現(xiàn)象。2.活性氧：指在生物體內(nèi)由代謝過程產(chǎn)生的一類具有高度反應(yīng)活性的氧自由基和過氧化合物，如超氧陰離子、羥自由基等。3.水培：指不用土壤，而是將植物根系直接生長在營養(yǎng)液中的無土栽培方式。4.太空誘變育種：利用太空環(huán)境的特殊因素（如輻射、微重力等）誘導(dǎo)植物發(fā)生遺傳變異，并通過選擇培育出優(yōu)良新品種的技術(shù)。四、簡答題1.微重力下，植物重力感受和信號傳導(dǎo)受阻，導(dǎo)致向地性彎曲減弱或消失。根系通常失去對地心引力的敏感性，生長方向變得不定向或在培養(yǎng)容器內(nèi)均勻分布。同時，水分和養(yǎng)分的橫向運(yùn)輸阻力減小，可能導(dǎo)致根系出現(xiàn)異常的橫向生長或分叉增多，整體形態(tài)變得較為發(fā)達(dá)、纖細(xì)。2.主要脅迫類型包括：微重力導(dǎo)致重力依賴性生理過程紊亂；高真空引起水分過度蒸發(fā)和氣體交換異常；宇宙輻射（包括離子輻射、X射線、伽馬射線、中子等）造成遺傳物質(zhì)損傷和細(xì)胞損傷；溫度劇烈變化影響新陳代謝。這些脅迫綜合作用，可能導(dǎo)致植物生長遲緩、形態(tài)異常、光合效率下降、產(chǎn)量降低、遺傳穩(wěn)定性變差等。3.利用植物進(jìn)行太空生命保障系統(tǒng)構(gòu)建的基本原理是：通過在空間站或深空探測任務(wù)中培養(yǎng)植物，利用植物的光合作用吸收二氧化碳，釋放氧氣，從而調(diào)節(jié)艙內(nèi)大氣成分，實(shí)現(xiàn)氧氣的再生和二氧化碳的去除。同時，植物的生長和發(fā)育可以提供食物來源，滿足乘員的部分營養(yǎng)需求，并可能通過根系吸收和降解部分代謝廢物，從而維持一個相對閉合、可持續(xù)的生命支持環(huán)境。4.進(jìn)行空間植物實(shí)驗需要克服的主要技術(shù)挑戰(zhàn)包括：微重力環(huán)境下精確控制植物生長姿態(tài)和營養(yǎng)液流動的難度；空間輻射對植物自身和實(shí)驗儀器設(shè)備的損害；空間有限性對大型實(shí)驗設(shè)備和長期培養(yǎng)的限制；缺乏地面實(shí)驗室的便捷維護(hù)條件，故障診斷和修復(fù)困難；長期培養(yǎng)過程中環(huán)境參數(shù)（光照、溫度、濕度等）的精確控制和穩(wěn)定維持；以及確保植物培養(yǎng)產(chǎn)品的安全性和食用品質(zhì)等。五、論述題1.植物在太空環(huán)境下進(jìn)行光合作用面臨的特殊挑戰(zhàn)主要包括：微重力導(dǎo)致氣孔運(yùn)動和CO2濃度在葉片內(nèi)分布不均，影響CO2供應(yīng)效率；強(qiáng)宇宙輻射可能損傷光合作用相關(guān)色素（如葉綠素）和光系統(tǒng)，降低光能利用效率；溫度波動可能影響酶活性和光合過程穩(wěn)定性；高真空加劇水分散失，影響光合產(chǎn)物的運(yùn)輸和積累。植物可能的適應(yīng)策略包括：誘導(dǎo)氣孔更大程度開放以獲取CO2，但需平衡水分散失；提升抗氧化酶系統(tǒng)活性，修復(fù)輻射損傷；調(diào)整葉綠素含量和光合機(jī)構(gòu)蛋白組成，優(yōu)化光能吸收和轉(zhuǎn)換效率；改變碳代謝途徑，提高CO2固定效率；通過形態(tài)結(jié)構(gòu)調(diào)整（如葉片變小、表面積減?。p少水分和輻射損傷。2.發(fā)展太空農(nóng)業(yè)的重要意義在于：滿足長期太空探索任務(wù)（如載人登月、火星探測）中乘員的食物需求，提高任務(wù)成功率，保障航天員健康和營養(yǎng)；提供新鮮食物，改善乘員心理狀態(tài)，緩解長期密閉環(huán)境下的壓力；可能為未來太空定居點(diǎn)提供可持續(xù)的食物和氧氣來源，實(shí)現(xiàn)部分自給自足。面臨的主要科學(xué)問題包括：如何在極端環(huán)境下（微重力、強(qiáng)輻射、溫差）實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)量、高品質(zhì)作物的穩(wěn)定生長？如何優(yōu)化無土栽培等種植技術(shù)，提高資源利用效率（水、