《生命起源的另一种可能》阅读题及答案

（二）实用类文本阅读。（本题共3小题，12分）
　　阅读下面的文字，完成下面小题
　　地球物理学和现有的化石记录表明，生命很可能起源于45～38亿年前的冥古宙时期。然而，导致当时出现复杂化学性质的环境却鲜为人知。氨基酸是蛋白质和所有细胞生命的原料，为了理解生命的起源，许多科学家试图解释氨基酸是如何形成的。
　　早期的生命起源理论认为，最初的非生物分子可能起源于一个“温暖的小池塘”，里面充满了丰富的甲烷（CH4）、氨（NH3）、水（H2O）等化学物质，它们受到闪电、热量这些外部能量源的激发，导致化学不平衡，进而形成了有机分子。
　　著名的米勒－尤里实验证实了这种理论。上世纪50年代初，芝加哥大学的坦利·米勒（Stanley Miller）和哈罗德·尤里（Harold Urey）进行了一项实验，他们在一个密闭的腔室内充满水、氨、氢和甲烷，然后反复用电火花来模拟闪电。一周后，他们分析了腔室的内容物，发现有20种不同的氨基酸已经形成。
　　这是一个很大的启示，它表明生命出现所必需的复杂有机分子，可以从早期地球大气中的一些基本成分形成。然而，在过去的70年里，这一解释变得越来越复杂。因为科学家现在认为，在地球的早期大气中，氨和甲烷远没有那么丰富，而是充满了二氧化碳和氮气。
　　虽然二氧化碳和氮气也能产生氨基酸，但这两种分子需要更多能量才能分解，而且产生的氨基酸数量也会大大减少。在寻找其他的能量来源过程中，科学家们已经分析过热能、紫外线、电离辐射，以及来自流星的激波。
　　现在，一个国际团队在《生命》杂志上发表了一篇新的论文，他们利用NASA的“开普勒计划”所收集到的数据，以及一系列化学实验发现，很可能是太阳的高能粒子与地球早期大气中的气体的碰撞，形成了蛋白质和有机生命的基本组成部分——氨基酸和羧酸（氨基酸的前体）。
　　开普勒计划对处于生命周期的不同阶段的遥远恒星进行观测，从它捕捉到的观测数据中，科学家可以获取有关于太阳过去的线索。
　　利用这些观测数据，天体物理学家弗拉基米尔·艾拉佩蒂安（Vladimir Airapetian）在2016年发表了一项研究，表明在地球的前1亿年里，太阳的亮度比现在暗30%左右；另外，现如今每一百年左右才会出现一次的太阳“超级耀斑”，在那时每隔3～10天就会爆发一次。超级耀斑发射出接近光速的粒子，这些粒子会定期与我们的大气层相撞，引发化学反应。
　　那项研究一经发表便引起了日本横滨国立大学的小林健成（Kensei Kobayashi）的兴趣。小林健成是一名化学教授，在过去30年里一直研究前生命化学。他试图了解银河系宇宙线是如何影响早期的地球大气的。
　　在这类研究中，大多数科学家会选择忽略银河系宇宙射线，因为研究这些来自太阳系之外的粒子需要专门的设备，比如粒子加速器。小林健成和他的团队可以很方便地接触到这样的设备，因此他们只需对实验装置稍加调整，就能检验艾拉佩蒂安的猜测。
　　于是，艾拉佩蒂安与小林健成合作，创造出了一种与我们如今所理解的早期地球大气相似的气体混合物。由于目前尚不确定地球早期大气中的甲烷含量（被认为很低），他们将不定量的少量甲烷与二氧化碳、分子氮、水混合在一起。
　　接着，为了模拟太阳的高能粒子，他们向气体混合物发射了质子。与此同时，他们也用电火花放电来模拟闪电点燃气体混合物。
　　他们发现，只要甲烷的比例超过0.5%，用质子（太阳粒子）撞击过的气体混合物就能产生可侦检数量的氨基酸和羧酸。但是通过电火花放电（闪电）则需要甲烷浓度达到大约15%才能形成氨基酸。而且即使甲烷含量达到15%，闪电所生氨基酸的速度也只有质子的百万分之一。不仅如此，与电火花放电相比，质子撞击也更倾向于产生更多的羧酸。
　　如此看来，在其他条件相同的情况下，太阳粒子似乎是一种比闪电更高效的能量源。但艾拉佩蒂安表示，其他因素可能并不相同。他指出，米勒和尤里假定闪电在“温暖的小池塘”时代和在今天一样普遍。
　　但是，由上升的暖空气形成的雷云所产生的闪电，在太阳亮度比现在低30%的情况下应该更罕见才对。而在寒冷的条件下，可能根本不会有闪电存在。早期地球是被一个相当微弱的太阳照耀，虽然这并不是说这一切不可能来自闪电，但它表明是闪电的概率很低，而太阳粒子则更有可能。
　　总的来说，新的研究表明，我们活跃的年轻太阳，比之前认为的还要更轻易地，甚至可能更早地催化了生命的前体。
　　（《生命起源的另一种可能》）
　　4．下列对原文内容的理解和分析，不正确的一项是（ ）
　　A．人类已探知地球生命起源的大致时间，对导致当时出现复杂化学性质的环境却知之甚少。
　　B．早期生命起源理论认为，有机分子是外部能量激发生物分子导致化学不平衡而产生的。
　　C．米勒－尤里实验表明，早期地球大气中的一些基本成分能生成生命必需的复杂有机分子。
　　D．小林健成他们研究认为，生命可能起源于太阳的高能粒子与地球早期大气中的气体的碰撞。
　　5．下列对原文相关内容的分析和评价，正确的一项是（ ）
　　A．氨基酸是蛋白质和所有细胞生命的原料，只要解释清楚了氨基酸是如何形成的，就能弄清楚生命的起源。
　　B．米勒－尤里实验对解释生命的起源意义重大，但实验结果经不起当代科学的检验，受到当代科学家的质疑。
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　　C．艾拉佩蒂安利用开普勒计划的观测数据发现，1亿年前太阳比现在暗很多，“超级耀斑”是现在的数千倍。
　　D．小林健成有30年研究经历，研究方向与银河系宇宙线直接相关，这些是他与艾拉佩蒂安合作的关键因素。
　　6．为了验证艾拉佩蒂安与小林健成的合作成果，需要进行相应实验。如果由你担任验证实验的实验员，你将如何开展实验？请结合文本写出你的实验步骤。

4．B 5．C
　　6．实验过程：
　　①按照今人的理解，创造出一种与早期地球大气相似的气体混合物。
　　②调剂气体混合物中甲烷的比例，生成多组该种气体混合物。
　　③分别用质子（太阳粒子）撞击不同甲烷比例的气体混合物，以产生可侦检数量的氨基酸和羧酸。
　　【解析】4．本题考查学生理解文章内容，筛选并概括文中信息的能力。
　　B.“有机分子是外部能量激发生物分子导致化学不平衡而产生的”错误。偷换概念。第2段中“它们受到闪电、热量这些外部能量源的激发”中的“它们”指的是“甲烧（CH4）、氨（NH3）、水（H2O）等化学物质”，不是“生物分子”。
　　故选B。
　　5．本题考查学生评价文本的主要观点和基本倾向的能力。
　　A.“只要解释清楚了氨基酸是如何形成的，就能弄清楚生命的起源”错误。原句“氨基酸是蛋白质和所有细胞生命的原料，为了理解生命的起源，许多科学家试图解释氨基酸是如何形成的”，但并没有表明“只要解释清楚了氨基酸是如何形成的”就能“弄清楚生命的起源”，该句把必要条件弄成了充分条件。
　　B.“实验结果经不起当代科学的检验”错误。文中“在过去的70年里，这一解释变得越来越复杂。因为科学家现在认为，在地球的早期大气中，氨和甲烷远没有那么丰富，而是充满了二氧化碳和氮气”是说“这一解释变得越来越复杂”。
　　D.“这些是他与艾拉佩蒂安合作的关键因素”错误。结合原句“大多数科学家会选择忽略银河系宇宙射线，因为研究这些来自太阳系之外的粒子需要专门的设备”，而“小林健成和他的团队可以很方便地接触到这样的设备”，“只需对实验装置稍加调整，就能检验艾拉佩蒂安的猜测”，于是，“艾拉佩蒂安与小林健成合作”，可知他们合作的关键因素是小林健成课题组拥有可以检验艾拉佩蒂安的猜测的专门设备。
　　故选C。
　　6．本题考查学生探究文本中的某些问题并实践运用的能力。
　　第一步，结合原句“由于目前尚不确定地球早期大气中的甲烷含量（被认为很低），他们将不定量的少量甲烷与二氧化碳、分子氮、水混合在一起”可知，首先要制造出一种与早期地球大气相似的气体混合物。
　　第二步，因为我们并不清楚早期大气中甲烷含量的比例，所以实验过程中需要对混合物中的甲烷比例进行反复调剂，所以第二步应该是调剂气体混合物中甲烷的比例；
　　第三步，因为实验目的是证明艾拉佩蒂安的猜想：超级耀斑发射出接近光速的粒子，这些粒子会定期与我们的大气层相撞，引发化学反应。结合原句“接着，为了模拟太阳的高能粒子，他们向气体混合物发射了质子”，他们发现，“只要甲烷的比例超过0.5%，用质子（太阳粒子）撞击过的气体混合物就能产生可侦检数量的氨基酸和羧酸”可知，最后一步是分别用质子（太阳粒子）撞击不同甲烷比例的气体混合物。