Biology Challenge 考的不是冷僻知识——它考的是一名 Year 9 或 Year 10 学生，是否真正掌握了 KS3 的核心内容：细胞、光合作用与呼吸作用、心脏与血液、染色体、自然选择、食物链、病原体，以及分类。 我们为 Biology Challenge 练习 制作了自己的 KS3 生物知识卡，把这些卡片背后的知识点整理成一份清单，无论孩子的学校今年是否参赛，都值得一读。关于这项竞赛本身的背景，请参阅 我们的 Biology Challenge 完整指南。

为一项任务而生的细胞：叶片与根毛

一个特化细胞，就是为解决某个问题而生的形状。叶片的栅栏组织细胞里挤满了叶绿体——一种含有叶绿素的微小结构，叶绿素在叶片顶部光照最强的地方捕获光能。往下到根部，紧挨着生长点后方的细胞，会长出一条细长的毛状延伸——根毛细胞——极大地增加了吸收土壤中水分与溶解矿物质的表面积。水分通过渗透作用进入细胞，从较稀的土壤水流向浓度更高的细胞；而矿物质的吸收需要能量，这正是根毛细胞里线粒体格外丰富的原因。两处遵循的是同一条原则：形状服从功能。

光合作用与呼吸作用：方向相反的两个反应

光合作用是叶片制造食物的反应：二氧化碳加水，借助叶绿素捕获的光能，生成葡萄糖和氧气。有氧呼吸则在每一个活细胞中沿相反方向进行，昼夜不停：葡萄糖加氧气，生成二氧化碳和水，并释放可利用的能量。由于光合作用只在有光照时才进行，而呼吸作用从不停止，一株植物白天是二氧化碳的净吸收者，夜晚则是净释放者——而这种交换，在地球上每一株植物、每一只动物身上重复发生，正是碳循环的驱动力。

当细胞获取不到足够的氧气时——比如冲刺中的肌肉——便会转而进行无氧呼吸：葡萄糖分解为乳酸，释放的能量少得多，而乳酸事后必须被清除，这就是为什么你停下奔跑后仍会气喘不已。酵母菌在缺氧时做的是另一件事：葡萄糖变成乙醇和二氧化碳，这个过程叫发酵，正是它让面包面团发起来。

消化：各司其职的酶

消化不仅是机械过程，也是化学过程。唾液中的酶——淀粉酶——从你开始咀嚼的那一刻起，就开始把淀粉分解成糖，而胰腺会在肠道更靠后的部位补充更多淀粉酶。另外两个酶家族在别处完成余下的工作：蛋白酶把蛋白质分解成氨基酸，脂肪酶把脂肪分解成脂肪酸和甘油。每种酶只作用于自己的底物——淀粉酶从不碰蛋白质——这正是选择题最喜欢考的那种配对。

心脏与血液：两个泵，四位「乘客」

心脏其实是并排的两个泵。右侧把血液送去肺部，路程短；左侧则要把血液送遍全身，所以四个腔室中，左心室的壁最厚、肌肉最发达——而在一张面对你的示意图上，它却位于右手边，因为「左」指的是病人自己的左边，而不是看图人的左边。

血液本身携带四类成分。红血球借助富含铁的血红蛋白运输氧气；它们没有细胞核，呈双凹形，这两点都是为了给血红蛋白腾出更多空间、并增大气体交换的表面积。白血球对抗感染，血小板帮助血液凝结，血浆则携带其余溶解在其中的一切——养分、二氧化碳、激素、热量。一个红血球只能存活约 120 天，随后就会被脾脏回收。

染色体：为什么配子只携带一半

人体每个体细胞含有 46 条染色体，排成 23 对——每对中的一条来自父亲，一条来自母亲。配子——卵细胞或精子——却只携带 23 条。这个「减半」至关重要：当精子使卵子受精时，两个半套染色体合并，恢复到完整的 46 条，染色体数目由此代代保持稳定。

正在实时发生的自然选择

细菌对抗生素产生耐药性，是自然选择最快、也最容易被观察到的例子之一。细菌并没有「决定」要抵抗药物——在任何一个庞大的细菌种群中，总有少数细胞恰好携带一种偶然突变，使它们能够耐受这种药物。抗生素杀死了其余无法应对的细菌；耐药的幸存者继续繁殖；下一代大多具有耐药性。变异、选择、遗传：达尔文的三大要素，只是把二十年一代的节奏，换成了二十分钟一代。同样的逻辑也解释了胡椒蛾的体色变化，以及加拉帕戈斯雀喙形的演化。

食物链：箭头究竟代表什么

在食物链中，箭头总是从被吃的生物指向吃它的生物——草 → 兔子 → 狐狸——因为箭头表示的是能量传递的方向，而不是谁在追谁。每一个营养级中，只有一小部分能量能传递到下一级；大部分能量以呼吸产生的热、运动和排泄物的形式流失。这正是食物链很少超过四五个环节的原因，也是生物量金字塔越往上越窄的原因。

病原体：四大类，只有一类抗生素管用

病原体分为四大类：细菌、病毒、真菌和原生生物。流感、感冒和麻疹由病毒引起；结核病和沙门氏菌食物中毒由细菌引起；脚气由真菌引起；疟疾由一种原生生物引起。抗生素只杀细菌，别的都不管用——这正是医生不会给流感开抗生素的原因，也是滥用抗生素只会培育出更多耐药细菌、却毫无益处的原因。

脊椎动物的分类：五大纲，一座桥梁

脊椎动物分为五大纲：鱼类（鳃、鳞片）、两栖类（湿润且可渗透的皮肤，产于水中的胶质卵）、爬行类（干燥有鳞的皮肤，产于陆地的带壳卵）、鸟类（羽毛，硬壳卵）和哺乳类（皮毛，哺乳）。两栖类是水陆之间的桥梁——一只青蛙生命之初是长鳃的蝌蚪，成年后则是用肺呼吸的个体，这正是它必须回到水中繁殖的原因。

这些知识点从何而来——接下来该看什么

这份清单取自我们自己为 Biology Challenge 练习 编写的 KS3 生物知识卡组——十二张卡片，涵盖细胞、能量、人体、遗传、生态系统和分类。与一些竞赛不同，Biology Challenge 并不公开历年试卷及答案，因此没有逐年积累的题库可供挖掘规律；想了解更宏观的图景，请参阅 这些主题如何对应 KS3 课程。

知道一个知识点，和能在压力下瞬间回忆起它，是两种不同的能力。至于那些「差一点就掌握」而产生的错误——看反的示意图、混淆的过程、记错的规则——请参阅 Biology Challenge：常见错误与迷思。而关于规律的间隔复习如何把一个不牢靠的知识点变得扎实，请参阅 如何用间隔重复法准备 Biology Challenge。

FAQ

我的孩子必须参加 Biology Challenge，这份清单才有用吗？

不需要。这里的每一条都是 KS3 核心生物知识——细胞、光合作用与呼吸作用、心脏与血液、染色体、自然选择、食物链、病原体和分类。无论孩子的学校今年是否参赛，这都是有用的复习材料。

这份清单完整吗——涵盖了 Biology Challenge 可能考到的一切吗？

不完整，我们也不会这样宣称。与一些竞赛不同，UK Biology Competitions 并不公开 Biology Challenge 历年试卷及其答案，所以没有历年真题库可供参考。这里列出的，是我们自己的 Biology Challenge 练习卡组背后的知识点——一套十二张卡片，而非一份教学大纲。

我的孩子记不住这么多知识点，究竟什么方法有效？

少量多次的间隔复习，效果远胜于把清单读一遍。请参阅我们的姊妹文章「如何用间隔重复法准备 Biology Challenge」，了解具体做法。

延伸阅读

Duke Harewood 是 aitutors.me 的创始人，打造了旗下的 KS3 理科导师，包括教生物的 Professor Darwin。