2025年大學《行星科學》專業(yè)題庫——行星生物圈和生命體遷移考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。請將正確選項的字母填在括號內(nèi)。）1.以下哪個條件不是地球上生命存在所必需的？（）A.液態(tài)水B.大氣層C.較高的氧氣含量D.適宜的溫度范圍2.木衛(wèi)二（Europa）被認為是太陽系中最有可能存在生命的地方之一，其主要依據(jù)是？（）A.它擁有濃厚的大氣層B.它表面有液態(tài)水海洋C.它有明顯的生命跡象D.它與地球的大小和組成相似3.“生命種子”假說認為地球上的生命可能起源于？（）A.地球內(nèi)部B.其他行星C.星際空間D.太陽4.以下哪種機制被認為是生命體在星際之間遷移最主要的方式？（）A.星際飛船B.小行星和彗星C.流星D.宇宙射線5.探測地外生命生物圈的主要方法包括？（）A.光譜分析B.現(xiàn)場探測C.以上都是D.以上都不是6.氣態(tài)巨行星（如木星）上可能存在生命的主要區(qū)域是？（）A.恒星風影響的頂層大氣B.內(nèi)部的液態(tài)氫海洋C.聚集在核心周圍的冰塊D.平流層中的氣溶膠7.極端環(huán)境下的生命（extremophiles）可以存在于？（）A.高溫熱泉B.高鹽環(huán)境C.高壓深海D.以上都是8.以下哪個是探測火星地下可能存在的生命的重要方法？（）A.空間望遠鏡觀測B.火星軌道探測器C.火星車鉆探取樣D.火星大氣成分分析9.在討論地外生命時，費米悖論指的是？（）A.外星生命非常罕見B.外星生命非常普遍C.我們無法探測到外星生命D.外星生命的技術(shù)水平遠超我們10.為了避免地球生命污染其他星球，星際探測器需要采取的措施包括？（）A.高溫消毒B.真空處理C.以上都是D.以上都不是二、填空題（每空2分，共20分。請將答案填寫在橫線上。）1.行星上存在生命所必需的幾個基本條件通常被稱為“______”。2.木衛(wèi)二表面冰層下存在的巨大海洋，被認為是生命存在的潛在______。3.生命體通過星際塵埃、小行星或彗星進行傳播的假說被稱為______。4.通過分析行星大氣成分來尋找生命跡象的方法被稱為______。5.在極端環(huán)境下生存的生命形式被稱為______。6.火星上的______和______被認為是尋找過去或現(xiàn)在生命的潛在區(qū)域。7.探測木衛(wèi)二海洋中的生命可能需要使用______探測器。8.為了防止地球微生物污染地外環(huán)境，國際空間局制定了嚴格的______。9.除了液態(tài)水，行星上生命存在的其他必要條件還包括______、______和合適的______。10.生命起源研究中的“______”假說認為，生命的基本成分可以通過非生物過程在早期地球形成。三、簡答題（每題5分，共25分。請簡要回答下列問題。）1.簡述判斷一個行星是否適合生命存在的幾個關(guān)鍵指標。2.解釋什么是“費米悖論”，并簡述幾種可能的解釋。3.簡述生命體通過彗星進行遷移的可能過程。4.簡述利用光譜分析探測地外生命生物圈的基本原理。5.簡述為什么火星的地下冰層被認為是尋找火星生命的重要場所。四、論述題（每題10分，共30分。請結(jié)合所學知識，深入分析和闡述下列問題。）1.論述液態(tài)水對于行星生命存在的極端重要性，并舉例說明在哪些極端環(huán)境下液態(tài)水仍然可以存在。2.論述人類探測地外生命生物圈面臨的挑戰(zhàn)和機遇，并簡述幾種主要的探測方法及其局限性。3.論述生命體在星際之間遷移的生物學意義和潛在風險，并分析人類應(yīng)該如何應(yīng)對這些風險。試卷答案一、選擇題1.C2.B3.C4.B5.C6.A7.D8.C9.C10.C二、填空題1.生命條件2.潛在棲息地3.潘斯佩爾米亞4.光譜分析5.極端微生物6.火山口，湖泊7.深海8.外星物體清洗規(guī)程9.化學元素，能量來源，溫度10.非生物成因三、簡答題1.解析思路：列舉判斷行星宜居性的關(guān)鍵物理和化學參數(shù)。包括但不限于：液態(tài)水的存在、適宜的溫度范圍、必要化學元素的富集、能量來源（如恒星輻射、地質(zhì)活動）、大氣層的保護（如遮蔽紫外線、維持溫度）、磁場等。回答要全面，涵蓋核心要素。2.解析思路：首先解釋費米悖論的核心內(nèi)容：即“如果宇宙中存在大量潛在的智慧文明，為什么我們至今沒有觀測到任何確鑿的證據(jù)？”然后列舉幾種可能的解釋：①外星生命形式與人類完全不同，難以被我們識別；②智慧文明壽命有限，存在時間窗口太短；③宇宙中智慧文明之間存在某種限制或沖突；④他們存在但我們無法探測的方式；⑤我們自身位于宇宙中“孤獨的地球”。3.解析思路：描述生命體如何可能附著在彗星表面。首先，彗星由冰、塵埃和有機分子組成，在太陽系外圍形成。早期地球可能受到彗星撞擊。彗星表面的有機分子或甚至簡單的生命形式可能隨著彗星一起被帶到地球。解釋要涵蓋彗星的組成、地球形成時期的彗星撞擊以及生命物質(zhì)可能被攜帶的過程。4.解析思路：說明光譜分析的基本原理。通過分析行星反射或發(fā)射的光譜，可以識別大氣中存在的特定化學物質(zhì)。每種化學元素或分子都有其獨特的吸收或發(fā)射光譜“指紋”。通過對比觀測光譜與已知物質(zhì)的譜庫，可以推斷行星大氣成分，尋找如氧氣、甲烷等可能與生命活動相關(guān)的生物標記（biosignatures）。5.解析思路：說明火星地下冰層作為生命棲息地潛在性的原因。首先，地下環(huán)境可以提供液態(tài)水，這是生命存在的關(guān)鍵。其次，地下深處可以免受地表極端溫度（如極寒、極端晝夜溫差）和強烈的紫外線輻射影響，提供一個相對穩(wěn)定的環(huán)境。此外，地下可能存在地質(zhì)活動帶來的能量來源（如熱液活動），并富集某些生命必需的化學物質(zhì)。四、論述題1.解析思路：首先強調(diào)液態(tài)水是已知生命必需的溶劑和介質(zhì)，參與幾乎所有的生命化學反應(yīng)。然后詳細闡述其在不同環(huán)境下的重要性，例如作為反應(yīng)物、產(chǎn)物、能量載體等。接著，列舉幾個極端環(huán)境例子，如熱泉噴口、深海熱液噴口、高鹽結(jié)晶腔、冰下海洋（如木衛(wèi)二、土衛(wèi)二），說明在這些看似惡劣的環(huán)境下，液態(tài)水依然以各種形式存在（如高壓下的液態(tài)水、鹽水溶液），并支持著獨特的生命形式（極端微生物）。最后總結(jié)液態(tài)水的極端重要性及其對尋找地外生命的關(guān)鍵指示意義。2.解析思路：首先分析探測地外生命生物圈面臨的挑戰(zhàn)：距離遙遠導致信號微弱、生命形式未知難以確定搜索目標、探測手段受限于當前技術(shù)、需要處理海量數(shù)據(jù)、宇宙環(huán)境的干擾等。然后分析機遇：隨著技術(shù)發(fā)展（如更大更靈敏的望遠鏡、更先進的探測儀器、空間探測任務(wù)），觀測能力和探測范圍不斷提升；對生命基本條件的理解不斷深入，可以更有效地進行目標選擇；費米悖論本身激發(fā)了科學探索的熱情。接著，簡述主要探測方法：光譜分析尋找生物標記、現(xiàn)場探測（著陸器、漫游車、鉆探）獲取和分析樣本、間接探測（如探測生命活動產(chǎn)生的氣體釋放）等，并指出每種方法的局限性，如光譜分析可能產(chǎn)生假陽性或假陰性、現(xiàn)場探測樣本量有限、間接探測信號微弱等。最后總結(jié)挑戰(zhàn)與機遇并存，是未來科學研究的重要方向。3.解析思路：首先闡述生命體星際遷移的生物學意義：一方面，可能是“潘斯佩爾米亞”假說，即生命可能通過這種方式從一個星球傳播到另一個星球，影響地球生命的起源或后續(xù)的跨行星交流；另一方面，如果不加控制，星際探測器可能將地球微生物帶到其他潛在宜居星球，造成“地球生命污染”，威脅當?shù)乜赡艽嬖诘脑锶Α＝又?，分析潛在風險，如探測器表面和內(nèi)部