2025年大學(xué)《空間科學(xué)與技術(shù)》專業(yè)題庫——地球外行星生物群的分類與研究考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。下列每小題均有多個正確選項，請將正確選項的字母填涂在答題卡相應(yīng)位置。多選、錯選、漏選均不得分。）1.下列哪些條件通常被認(rèn)為是地球生命存在所必需的基本要素？A.液態(tài)水的存在B.適合的溫度范圍C.以碳為基礎(chǔ)的有機物D.恒定的大氣壓力E.來自恒星的能量輸入2.在尋找地球外生命時，大氣光譜分析技術(shù)主要關(guān)注以下哪些生物標(biāo)記物？A.甲烷（CH4）B.氧氣（O2）C.水蒸氣（H2O）D.二氧化硫（SO2）E.氨氣（NH3）3.以下哪些天體被認(rèn)為具有探索生命潛力的行星或衛(wèi)星？A.火星B.木衛(wèi)二（歐羅巴）C.土衛(wèi)二（恩克拉多斯）D.金星E.天王星的衛(wèi)星泰坦4.間接探測地球外生命的方法除了大氣光譜分析外，還包括：A.空間望遠鏡的紅外觀測B.探測地外文明發(fā)出的無線電信號（SETI）C.對行星表面進行雷達成像D.無人探測器在行星表面進行采樣分析E.通過探測行星重力場變化判斷是否存在生命5.根據(jù)能量來源和代謝方式，地球外生命可能存在的形態(tài)包括但不限于：A.化能自養(yǎng)菌B.光能異養(yǎng)生物C.偏利共生體D.化能異養(yǎng)生物E.反物質(zhì)代謝生物二、填空題（每空2分，共20分。請將答案填寫在答題卡相應(yīng)位置。）1.空間生命學(xué)的核心目標(biāo)是尋找______以及在宇宙中的______。2.目前，對火星生命潛力的主要探測策略包括尋找______證據(jù)和______證據(jù)。3.所謂的“費米悖論”指的是______與______之間的矛盾。4.通過分析地外行星的大氣成分，科學(xué)家試圖尋找______，這些化學(xué)物質(zhì)被認(rèn)為是生命活動的______。5.對于缺乏液態(tài)水的環(huán)境，科學(xué)家推測可能存在______生命形式，例如在冰層下或極低溫的海洋中。三、名詞解釋（每小題4分，共16分。請將答案填寫在答題卡相應(yīng)位置。）1.生物標(biāo)記物（Biosignature）2.生命必需條件（LifeEssentialConditions）3.間接探測（IndirectDetection）4.宇宙生命潛力（PotentialforExtraterrestrialLife）四、簡答題（每小題6分，共18分。請將答案填寫在答題卡相應(yīng)位置。）1.簡述液態(tài)水對于地球生命存在的極端重要性。2.與直接探測相比，間接探測地球外生命方法的優(yōu)勢和主要挑戰(zhàn)是什么？3.簡要說明為什么金星盡管擁有濃厚的大氣和高溫，但其表面目前被認(rèn)為幾乎不具備生命存在的條件？五、論述題（每小題10分，共20分。請將答案填寫在答題卡相應(yīng)位置。）1.論述在評估一個地球外行星是否適合生命存在時，需要綜合考慮哪些關(guān)鍵環(huán)境因素，并舉例說明。2.結(jié)合當(dāng)前的空間探測技術(shù)發(fā)展，談?wù)勀銓ξ磥硎陜?nèi)尋找地球外生命可能取得突破性進展的展望。---試卷答案一、選擇題1.A,B,C,E2.A,B,D,E3.A,B,C,E4.A,B,C,E5.A,B,C,D二、填空題1.地球外生命；分布規(guī)律2.地質(zhì)；生物3.地球存在高級智慧文明；我們對地外文明一無所知4.生物標(biāo)記物；指示物5.極端三、名詞解釋1.生物標(biāo)記物：指任何能夠指示生命存在或過去存在過的、具有生物來源的化學(xué)或物理信號。2.生命必需條件：指支持特定形式生命（如地球生命）生存和發(fā)展的必要環(huán)境因素和物質(zhì)基礎(chǔ)，如液態(tài)水、適宜溫度、特定化學(xué)元素等。3.間接探測：指不直接尋找生命體本身，而是通過探測與生命活動相關(guān)的、可觀測到的現(xiàn)象或信號（如大氣成分異常、地表形態(tài)特殊結(jié)構(gòu)等）來推斷生命可能存在的探測方法。4.宇宙生命潛力：指某個天體（如行星、衛(wèi)星）因其環(huán)境條件（如存在液態(tài)水、適宜溫度、能量來源等）而具有孕育或支持生命存在的可能性。四、簡答題1.解析思路：闡述液態(tài)水作為生命“溶劑”的重要性，參與生命化學(xué)反應(yīng)，是細胞結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，同時作為物質(zhì)運輸?shù)拿浇?。強調(diào)其存在的溫度范圍對生化過程和生命體活動的影響。答案要點：液態(tài)水是生命活動的基礎(chǔ)溶劑，參與幾乎所有的生化反應(yīng)；水分子獨特的物理化學(xué)性質(zhì)（如高溶解性、高熱容量）有利于生命過程的進行；液態(tài)水是細胞結(jié)構(gòu)和物質(zhì)運輸?shù)谋匾獥l件；生命的起源和演化與液態(tài)水的存在密切相關(guān)。地球生命存在于特定的液態(tài)水溫度范圍，太熱或太冷都會使其凍結(jié)或氣化。2.解析思路：分析間接探測方法的原理（尋找生命痕跡而非生命本身），指出其優(yōu)點（成本相對較低、可覆蓋廣闊區(qū)域、不破壞樣本、可探測過去生命等）。同時說明挑戰(zhàn)（信號可能被非生物過程產(chǎn)生、干擾信號多、難以確認(rèn)信號與生命的相關(guān)性、需要復(fù)雜的儀器和數(shù)據(jù)分析等）。答案要點：優(yōu)勢：探測范圍廣，成本相對較低；可探測過去生命存在的證據(jù)；不破壞樣本，適用于遙感探測；原理上可以探測多樣化的生命形式。挑戰(zhàn)：需要復(fù)雜的儀器和數(shù)據(jù)分析技術(shù)；探測到的信號可能源于非生物過程或非生命化學(xué)物質(zhì)；難以區(qū)分生物標(biāo)記物與非生物標(biāo)記物；可能存在大量干擾信號；對假說驗證困難。3.解析思路：從環(huán)境極端性入手，說明金星大氣雖濃厚但主要成分是二氧化碳，導(dǎo)致極端溫室效應(yīng)，表面溫度過高。強調(diào)大氣壓力巨大，且缺乏有效保護（如臭氧層），輻射強烈。指出缺乏液態(tài)水和地表生命活動跡象。答案要點：金星表面溫度極高（超過460攝氏度），遠超水的沸點，導(dǎo)致液態(tài)水無法穩(wěn)定存在，這是生命存在的最基本障礙之一；金星大氣壓力是地球的92倍，對地表生命構(gòu)成巨大壓力；金星大氣以二氧化碳為主，導(dǎo)致強烈的溫室效應(yīng)；缺乏類似地球的臭氧層保護，地表受到強烈的太陽紫外線和宇宙射線輻射；地表環(huán)境極其惡劣，沒有發(fā)現(xiàn)任何現(xiàn)代生命活動的證據(jù)，地質(zhì)記錄也表明其表面環(huán)境長期極端。五、論述題1.解析思路：首先列出評估行星生命潛力的關(guān)鍵環(huán)境因素，如存在液態(tài)水、處于恒星的宜居帶、適宜的溫度范圍、必要的化學(xué)元素和化合物（特別是碳）、能量來源（如恒星輻射、地質(zhì)活動熱能）、合適的大氣保護（如磁場、大氣層厚度和成分）、以及相對穩(wěn)定的環(huán)境等。然后結(jié)合具體例子說明，如評估火星時，會關(guān)注其過去或現(xiàn)在是否存在液態(tài)水（通過探測極地冰蓋、礦物水蝕證據(jù)）、地表溫度是否允許液態(tài)水存在、大氣成分是否可能含有生物標(biāo)記物、以及其地質(zhì)活動是否能提供能量和物質(zhì)等。答案要點：評估行星生命潛力需綜合考慮多個關(guān)鍵環(huán)境因素。首要因素是______（液態(tài)水），它是生命化學(xué)的基礎(chǔ)。其次是______（溫度），需要處于恒星的宜居帶，有適宜的表面溫度范圍以維持液態(tài)水。______（碳、氫、氧、氮、磷、硫等化學(xué)元素）是構(gòu)成生命有機物的必需原料。______（能量來源）如恒星輻射或行星內(nèi)部熱能是驅(qū)動生命活動的動力。______（大氣層）可以提供保護（如抵御輻射、維持溫度、輸送物質(zhì)）。______（磁場）可以偏轉(zhuǎn)有害的宇宙射線和太陽風(fēng)。______（地質(zhì)穩(wěn)定性）和______（潛在的宜居環(huán)境，如地下海洋）也至關(guān)重要。例如，評估______（火星）時，關(guān)注點包括其______（過去存在液態(tài)水的證據(jù)）、______（地表溫度）、______（大氣成分中的生物標(biāo)記物可能性）以及______（地質(zhì)活動提供的能量）。2.解析思路：結(jié)合當(dāng)前技術(shù)（如詹姆斯·韋伯太空望遠鏡的紅外觀測能力、更靈敏的SETI探測器、更先進的行星探測器及其分析儀器），展望未來可能的技術(shù)突破，如發(fā)現(xiàn)更明確的生物標(biāo)記物、對更多系外行星進行宜居性評估、在太陽系內(nèi)發(fā)現(xiàn)更復(fù)雜的生命形式（如木衛(wèi)二或土衛(wèi)二的海洋），以及可能的人機協(xié)作或人工智能在數(shù)據(jù)處理和模式識別中的應(yīng)用，最終可能帶來關(guān)于地球外生命是否存在及其形態(tài)的突破性發(fā)現(xiàn)。答案要點：未來十年尋找地球外生命的突破可能源于空間探測技術(shù)的飛速發(fā)展。詹姆斯·韋伯太空望遠鏡等新一代空間望遠鏡，通過______（紅外觀測）能夠更有效地分析系外行星的大氣成分，尋找更可靠的______（生物標(biāo)記物）。隨著______（SETI）技術(shù)的進步，對地外文明發(fā)出的______（無線電或光學(xué)信號）的搜索將更加廣泛和靈敏。對太陽系內(nèi)具有潛力的天體，如______（木衛(wèi)二、土衛(wèi)二）的無人探