本文系 人大附中15屆14班畢業生 伍維晨 在2017年所寫。雖然現今的高考和彼時有所不同，但高中生物學的核心概念與知識結構卻未有太大改變。故在此時發表此文，為正在進行知識點梳理的同學們帶來一些幫助。
本文的最後幾部分，由於涉及高考生物的試題結構，故由 人大附中19屆23班畢業生 趙瓏 針對近來的形式做了一定的調整。同學們如果在最近的複習之中遇到什麼問題，可以隨時在本公眾號中留言，我們會盡力為你解答。
生物學在高考理科四門（數學、物理、化學、生物）當中獨樹一幟，以其繁雜的知識點和獨特的思想方法、考試方式而著稱，區分度比較大，也是不少理科同學的痛點。對於許多同學而言，生物學習和備考的障礙就在於難以將繁瑣的學科結構化。這篇文章由我2016年1月在人大附中2016屆高三14班做經驗交流時的講稿改寫而成，從知識結構、實驗結構和試題結構三方面對高中生物進行全面的梳理，希望能對同學們有所幫助。本文適合生物基礎知識複習基本完成的北京高考生在高三下學期開始時閱讀，其餘考生可以對第二、第三部分進行參考。
高中生物學有數百個知識點，在理科當中首屈一指，這些知識點如何進行結構化、網絡化、系統化的記憶，是所有理科考生共同面對的課題。對此我提出這樣一種理論：
高中生物課本分為三本必修、兩本選修，其中三本必修為理論、兩本選修為實踐，理論指導實踐，且選修課本內容不會作為大題的主幹（北京高考），所以理論知識是重點。那麼，三本必修課本的知識又是如何組織的呢？
必修一《分子與細胞》關注生命的微觀本質，其核心概念就是細胞。作為其餘兩本教材的微觀基礎，必修一蘊含了非常豐富的生物學學科觀點，包括「生命的物質觀」、「系統觀」和「結構與功能觀」。這其中，「結構與功能觀」在我看來是最關鍵的，例如在分子層面，有以蛋白質為代表的各種分子的結構與功能的統一；在亞細胞層面，有各類細胞器結構與功能的統一；在細胞層面，細胞代謝中各種結構執行著相應的功能；多細胞層面，有絲分裂中的各種結構保證了遺傳物質在親子代細胞之間穩定傳遞。個體層面，細胞分化產生了各種不同結構的細胞，它們相互配合，各自承擔了生物個體中的不同功能。總而言之，整本必修一就是在回答一個問題：在不同的層次上，結構與功能是如何統一的？
必修二《遺傳與進化》圍繞著一個學科觀點——「進化與適應觀」和一個核心概念——「基因」而展開。生物進化是以遺傳現象和變異現象為基礎的，研究進化就需要對遺傳現象和變異現象進行認識，而基因就好比認識遺傳和變異現象的一把「鑰匙」，通過它我們得以一窺遺傳和變異現象的本質，進而理解生物進化的本質（現代進化理論認為，生物進化的本質就是種群基因頻率的變化）。具體到必修二而言，在分子層面，有DNA的雙螺旋結構、中心法則和基因突變；在細胞層面，有減數分裂中的染色體行為和染色體畸變；在個體層面，有親子代個體之間基因的傳遞規律；在種群層面，有種群的遺傳平衡定律。總而言之，整本必修二就是在回答兩個問題：基因在不同層次上是如何傳遞的？在不同的研究層次上，如何認識遺傳現象和變異現象，從而理解生物進化的過程？
必修三《穩態與環境》圍繞著一個學科觀點——「系統觀」和一個核心概念——「穩態」而展開。所謂系統觀，指的是對局部和整體的關係的認識，即關注局部如何服從於整體，在整體中有著怎樣的功能。各級生物系統包括細胞、個體、種群、群落、生態系統都是生物學等。具體到必修三而言，在個體層面，有植物的激素調節（例如植物的正常生長發育和逆境下的調節）和動物的神經、體液、免疫調節（例如，神經系統和內分泌系統為維持血糖、體溫等指標穩定所進行的調節和免疫系統為維持身體健康所做的調節）；在種群層面，有種群的各類指標（出生率、死亡率、自然增長率、性比率）如何影響種群密度使其作周期性波動；在群落層面，有群落的物種組成、各種結構（水平結構、垂直分層）及其演替；在生態系統層面，有能量流動、物質循環、信息傳遞。總而言之，整本必修三就是在回答一個問題：各個層次的生物學系統是如何調節自身以保持穩態的？
由此觀之，三本教材分別是圍繞一個（或一組）學科觀點和一個（或一組）核心概念在不同的生物學研究層次上展開的，換言之，生物學知識就是生物學學科觀點和核心概念在不同層次上的體現。深入地理解了這一句話，就可以將紛繁複雜的數百個知識點通過學科觀點、核心概念、研究層次三個維度進行定位，進而從整體上把握住高中生物學的所有知識，大大降低記憶的難度、節省花費的精力。
生物學是一門實驗科學，實驗是其最為重要的研究方法，也是知識的來源，更是高考的重點。每個實驗都有它的研究思路，但是大多數實驗都有一些共同的要素，這些要素彼此之間的聯繫也有相似之處，我們姑且將這些實驗的要素及他們之間的聯繫稱作生物學實驗的「結構」。掌握了知識的結構，可以說做到了「知其然」，那麼掌握實驗的結構，就是為了「知其所以然」。那麼，高中生物學的實驗具有怎樣的結構呢？
一個實驗首先有它的實驗目的。高中生物學的實驗，最典型的是研究兩種因素的相關關係，我稱之為「探究關係型實驗」，即「探究A對B的影響」。於是，我們可以從實驗目的中，提煉出自變量(A)和因變量(B)。通過自變量，我們進一步反思，如何控制自變量才能解決我們的問題？這就需要設計出相應的一部分實驗步驟。通過因變量進行反思，如何測定這些因變量呢？這就確定出了檢測指標。通過檢測指標再進行思考，有哪些因素是我們不感興趣的，卻會對這一指標產生影響呢？這就是無關變量。如何控制這些無關變量？這又需要設計相應的實驗步驟。應當指出，通過自變量和無關變量推導出實驗步驟和通過因變量推導出檢測指標的過程，都有賴於一些我們在實驗前已經知道的知識，這就是實驗原理。經過這些實驗操作，我們得到了檢測指標的數據，這就是實驗結果。通過對實驗結果進行分析，我們就得出了實驗結論，而實驗結論又是對實驗目的的一種「回扣」，它回答了我們在實驗目的中的目的：自變量對因變量有沒有影響？如果有，是如何影響的？由此觀之，生物學實驗的所有要素，通過這種方式彼此聯繫，形成了一個「迴環」。
同學們對照課本和考題中的所有這種「探究關係型」實驗，就會發現以上結構確實是普遍適用的。無論是課本上要求掌握的實驗，還是考試中新遇到的實驗，都可以通過這個框架進行整體性的分析。
眾所周知，從2020年起，北京卷對生物的考察有很大變動，不再在理綜合卷中出現，而是作為選考科目單獨考察。考試時間90分鐘，滿分100分，分為30分選擇和70分填空，並且在填空題中新加入了閱讀材料理解題。選擇題大多考察基礎知識，在假期進行了系統的梳理的話就不會有太大的問題。而近年來北京卷生物試題流行從真實的實驗論文中摘取素材進行考察，更具實驗探究的意味。高中生物所培養的最重要的兩個思維便是實驗思維和遺傳學思維，一般大題中涉及這些的正是拉開區分度的題目。大家也可以搜索往年對應的題目進行練習。
大題中的實驗邏輯一般在當時的高考中集中體現在第一道大題的位置上，並且這個實驗一般是上文伍維晨學長所探討過的探究關係型實驗。依照他的研究和總結，基本上分為這麼幾個部分：
1.基礎概念：這道大題一開始會問一兩個關於基礎概念的定義問題，最典型的就是植物激素的定義（北京連續幾年都考了這個概念）。這是送分題，不在話下；
2.實驗操作：根據給定的情境，問實驗當中的某一步應當怎樣做。這種題目的做法就是通過上一部分所講的實驗結構進行分析，從自變量和控制變量入手，結合實驗原理得出應當做的操作；
3.實驗結論：根據實驗結果，問實驗的結論。這種題目同樣要從實驗結構入手：一方面，通過對實驗結果的數據分析得出結論，一方面要檢查你所得出的結論是否回答了實驗目的中提出的問題。
編者註：一定要區分出「結果」與「結論」的區別！
4.引申實驗：所謂引申實驗是指根據第一輪實驗的結論進行進一步的假設，並設計出新一輪的實驗。一般而言，第一輪實驗都是在更加宏觀的層面上（例如個體層面）展開的，第二輪實驗即引申實驗的目的是給第一輪實驗的結論提供微觀基礎上的解釋，因此會在更加圍觀的層面上（例如分子層面或細胞層面）展開，這就需要考生靈活切換研究層次，結合所學知識作答了。
綜上所述，不難發現實驗題的解題關鍵是對實驗結構的整體把握。一旦從整體上看清了實驗的各大要素（見第三部分），那麼所有的問題也就迎刃而解了。
編者註：近來的題目涉及更多的圖表，將題目的信息以更為形象的方式展現給大家。我們面對圖標要做的就是根據圖表上的信息抽象出對應的生物學概念或是實驗的結論。每一種圖表都有獨特的閱讀方式，例如電泳圖所能展現出來的並不只是蛋白（核酸）的大小（對應條帶的位置），還能提供相應物質的多少（對應條帶的粗淺）。
而遺傳學思想的考察從層次上主要分為以下幾類：
1.分子層面上的問題：例如中心法則，某個鹼基的替換會導致表達過程出現何種異常。也可能結合生物技術，考有關聚合酶鏈式反應（PCR）的問題；
2.細胞層面上的問題：主要是減數分裂中染色體行為及其各類異常或特殊情況，或者將某個基因定位在某個染色體上；
3.個體層面上的問題：例如通過各種交配實驗分析基因的顯性、隱性關係以及不同表現型個體的基因型等；
4.種群層面上的問題：通過種群的基因頻率對一些現象進行解釋。
總而言之，基因是遺傳學大題的核心概念，而遺傳現象和變異現象是解題關鍵。這類問題往往探究一個（或幾個）特定基因在不同層面上的各種表現，而題目提供給我們的各種遺傳現象和變異現象就是我們進行探究的基礎。考生只需牢牢鎖定住這個目標基因，並結合遺傳學知識，隨著出題人的思路實時切換所考慮的研究層次，就能順利解題。
編者註：近來的遺傳學題目經常涉及選修中的內容，特別是很多近代的分子生物學技術（例如分子克隆、基因工程等）。大家在複習的時候可以多多關注一些相關技術的延伸（比如CRISPR技術就有很多的延伸），這對你理解題目會有很大的幫助。
2012年北京高考的第29題、30題在我看來都是典型的好題，大家可以對照以上幾點加以參考，也可以對《高考說明》中的實驗題和遺傳題依照以上的框架進行分析，以得出自己的解題策略。
總的來說，今年的新高考生物是全新的形式，大家在應用上文所提到的方法時，一定要根據試題的具體情況具體分析，形成自己的解題思維。
以上三部分從知識結構、實驗結構、試題結構（針對北京高考）三方面對高中生物學做了梳理。進入高三下學期，生物學科的主要備考任務就是完善自己的知識結構、熟悉生物學實驗結構，逐步探索高考的試題結構，以做到知己知彼、百戰不殆。在這裡祝同學們在新學期不斷突破自我，取得更好的成績！
伍維晨 趙瓏
趙瓏
侯相至 伍維晨 楊泓暕 趙瓏 羅孟昕