英国生物奥林匹克(British Biology Olympiad,简称 BBO)由英国皇家生物学会(RSB)主办,自 1995 年起每年举办,至今已有 30 年历史。每年全球近万名高中生参加。BBO 的获奖率高达 60% 以上,但这并不意味着它"水"——恰恰相反,牛剑和 G5 的生物、医学相关专业申请者几乎人手一个 BBO 奖项。今天我们来拆解:为什么一个"高获奖率"的竞赛,含金量却这么高。
BBO 由英国皇家生物学会(RSB)主办。RSB 成立于 1950 年,是英国生物学领域最权威的学术组织,相当于化学领域的 RSC、物理领域的 IOP。BBO 的终极目标是为国际生物奥林匹克(IBO)选拔英国国家队。
BBO 和 USABO(美国生物奥赛)并称为全球两大高中生物竞赛。两者的区别在于:USABO 难度更高、知识面更广,获奖率更低;BBO 更贴近 A-Level 生物课程,对国际生更友好。
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BBO 的最大特点是不确定性:每年的题量、题型和总分都在变化。2023 年满分 162 分,2024 年就涨到了 192 分。这种不稳定性对学生的心态和时间管理是额外的考验。
2024 年 BBO 各知识模块的分数占比大致为:
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2024 年的关键变化:
BBO 到底考什么?以下两道真题(改编自近年 BBO 典型题型)能让你直观感受它的难度和风格。
Original (English)— 选自 2025 BBO 真题 Question 14
This is a family tree with a grandmother who died of Huntington's. Circles are women and squares are men. Filled shapes developed Huntington's whilst hollow shapes did not. Person 1 is a young man who has chosen not to be genetically tested and is not showing symptoms. His son (2) has also not been tested because children in the UK are not usually tested until they are 18 and choose to be tested for themselves.
Problem 82.Huntington's is dominant. (TRUE / FALSE)
Problem 83.Huntington's is sex-linked (males / females need a different combination of alleles to be affected). (TRUE / FALSE)
Problem 84.Huntington's is fully penetrant (all people with the disease causing allele combination get the disease). (TRUE / FALSE)
Problem 85.Calculate the probability man 1 gets Huntington's.
Problem 86.Calculate the probability child 2 does not get Huntington's.
中文翻译
下方为一张家系图,其中一位祖母死于亨廷顿病。圆圈代表女性个体,方块代表男性个体。实心图标代表亨廷顿病患者,空心图标代表未患病个体。1 号个体为一名年轻男性,他选择不进行基因检测且无临床症状。其子(2 号)也未接受基因检测,因为在英国,通常要年满 18 岁,孩子才会自行决定是否接受检测。
问题 82.亨廷顿病是一种显性遗传病。(判断正误)
问题 83.亨廷顿病是一种伴性遗传疾病(男性/女性携带不同等位基因组合时才会受影响)。(判断正误)
问题 84.亨廷顿病是一种完全外显性遗传病(所有携带致病等位基因组合的人都会患病)。(判断正误)
问题 85.计算 1 号男性患亨廷顿病的概率。
问题 86.计算 2 号小孩不会患亨廷顿病的概率。
思路拆解
第一步 · 判断遗传模式(Problems 82-84)
观察系谱图:祖母(Gen I)患病,其子女约一半患病、一半正常,符合常染色体显性遗传的典型特征。同时,患病的男性和女性均有出现,排除伴性遗传。此外,BBO 真题原文指出:携带 36-39 个 CAG 重复序列的个体"may or may not develop Huntington's",说明该病并非完全外显——部分携带致病等位基因的人可能终身不发病。
答案:Problem 82: TRUE(显性);Problem 83: FALSE(非伴性);Problem 84: FALSE(不完全外显)
第二步 · 计算 1 号男性患病概率(Problem 85)
设致病等位基因为 H,正常等位基因为 h。亨廷顿病为常染色体显性遗传,患者基因型为 Hh(纯合 HH极为罕见)。
1 号的母亲(Gen III)为患者(实心圆),基因型为 Hh。1 号的父亲(Gen III,空心方)正常,基因型为 hh。
Hh× hh的后代:Hh(患病):hh(正常)= 1 : 1
因此,1 号遗传到 H等位基因的概率为 1/2 = 50%。由于亨廷顿病为迟发性疾病(通常 30-50 岁发病),1 号目前年轻无症状,但若他携带 H等位基因,未来发病概率极高(>39 个 CAG 重复必定发病)。
答案:50%(或 1/2)
第三步 · 计算 2 号小孩不患病的概率(Problem 86)
2 号的患病风险取决于其父 1 号是否携带致病等位基因:
综合计算 2 号不患病的概率:
P(2 号不患病) = P(1 号 = hh) × 1 + P(1 号 = Hh) × 1/2
= 0.5 × 1 + 0.5 × 0.5 = 0.5 + 0.25 = 0.75
答案:75%(或 3/4)
第四步 · 总结:BBO 系谱题的三层逻辑
这道 BBO 真题完美展示了系谱题的标准解题框架:
关键区分:亨廷顿病为常染色体显性遗传,这与推文中常见的"常染色体隐性遗传"系谱题方向相反——显性遗传中,患者只需一个致病等位基因即可发病,患者的子女有 50% 的概率遗传该病。而隐性遗传(如囊性纤维化)通常需要父母双方均为携带者,子女患病概率仅为 1/4。BBO 同时考察这两种模式,考生需快速从系谱图中判断类型,再用对应的概率框架计算。
Original (English)
A population of Parameciumis cultured in a 500 mL flask with a nutrient-limited medium. The initial population size (N₀) is 50 individuals. After 24 hours, the population reaches 400 individuals. The carrying capacity (K) of the flask is estimated to be 2000 individuals.
(a) Assuming exponential growth in the first 24 hours, calculate the per capita growth rate (r) over this period.
(b) Using the logistic growth model dN/dt = rN(1 − N/K), calculate the instantaneous growth rate of the population when N= 800.
(c) At what population size does the population growth rate reach its theoretical maximum?
中文翻译
在一个 500 mL 锥形瓶中培养草履虫种群,培养基营养有限。初始种群数量(N₀)为 50 只。24 小时后,种群达到 400 只。该培养瓶的环境容纳量(K)估计为 2000 只。
(a) 假设前 24 小时种群呈指数增长,计算这段时间内的种群人均增长率(r)。
(b) 使用逻辑斯蒂增长模型 *dN/dt = rN(1 − N/K)*,计算当 N= 800 时的种群瞬时增长率。
(c) 种群增长率在何种数量时达到理论最大值?
第一步 · 计算人均增长率 r
指数增长公式:
N(t) = N₀ · ert
代入已知值:N(24h) = 400, N₀ = 50, t= 24:
400 = 50 · er×24
e24r= 8
24r= ln 8 = ln(2³) = 3 × ln 2 = 3 × 0.693 = 2.079
r= 2.079 / 24 = 0.0866 h−1
即草履虫种群每小时人均增长约 8.7%。
第二步 · 计算 N= 800 时的瞬时增长率
dN/dt= rN(1 − N/K)
= 0.0866 × 800 × (1 − 800/2000)
= 69.28 × (1 − 0.4)
= 69.28 × 0.6 = 41.6 individuals·h−1
此时种群正以每小时约 42 只的速度增长。注意虽然 N= 800 时个体数是 N= 400 时的两倍,但增长率(41.6)却低于早期的指数增长阶段——这正是逻辑斯蒂模型中 (1 − N/K)项的"刹车效应"。
第三步 · 最大增长率对应的种群数量
对逻辑斯蒂增长率函数 f(N) = rN(1 − N/K) 求极值:
df/dN= r(1 − 2N/K) = 0
解得:N= K/2 = 2000/2 = 1000
当种群数量刚好等于环境容纳量的一半(K/2)时,增长率达到理论最大值,此时 dN/dt= r× (K/4) = 0.0866 × 500 = 43.3 individuals·h−1。
BBO 生态学的核心模型:逻辑斯蒂方程是 BBO 生态学模块的"必考题"。公式本身只含三个变量——r、N、K——但围绕它可以出指数增长、增长率计算、K/2 极值点判断等多个子问题。记住:种群增长的最快点永远在 K/2,而不是 N最大的时候。这个反直觉结论是 BBO 选择题和填空题的经典坑。
BBO 对申请的核心价值:
最理想的 BBO 参赛者画像:
如果你符合以下情况,BBO 可能不是当前最优选择:
ASDAN 建议的参赛人群:AS 及 A2 年级学生、IB 11-12 年级学生,或同等学力。
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