名人推薦：北一女中師鐸獎生物教師／蔡任圃

成分
細胞含有多種物質，哺乳類細胞所含有最多的物質是水。水（H2O）是由氫原子（H）和氧原子（O）共同結合的分子。其中氧為電負度較大的原子，對電子具有較大的吸引力。
因此，氫原子多帶正電，氧原子多帶負電。像這種電荷分布不均的情況，我們稱之為極性，有著極性的分子稱為極性分子；水便是擁有極性的極性分子。
由於水為極性分子，其分子內的氫原子和氧原子產生的微弱結合，這種藉由氫原子作為媒介所產生的結合稱為「氫鍵」。
哺乳類的細胞中，除了含有量最高的水之外，其次便是蛋白質。蛋白質是由多個胺基酸所組成的長鏈狀肽鏈，並形成複雜立體結構的分子。
胺基酸結構以碳（C）為中心，結合胺基、羧基、氫及側鏈。僅有側鏈會隨著胺酸的不同而產生變化。
多個胺基酸間，由一胺基酸的羧基與另一個胺基酸的胺基進行脫水反應，透過CN形成肽鍵結合。

生物的變遷
從地球形成岩石到現在的這段時期稱為地質年代。科學家認為在生物出現之前，生物體所需的各種物質就已經出現，此過程被稱為化學演化。海底有海底熱泉，會噴出含有硫化氫、甲烷、氫等成分的熱水，而科學家認為化學演化可能就發生在這種地方。
如今地球上所有的生物都具有作為遺傳物質的DNA，這樣的世界被稱為DNA世界。在DNA世界中，DNA的複製與表現都需要酵素（蛋白質），而合成該蛋白質則需要DNA。另一方面，遺傳物質為RNA的世界被稱為RNA世界。
如上所述，科學家認為首先出現的是RNA世界，之後，生物將催化作用交給蛋白質，並將遺傳訊息儲存功能交給了比RNA還穩定的DNA，最終演變為如今的生物。
科學家在38億年前的地層中發現了最古老的生物痕跡，因此人們認為，最早的生物可能出現在大約四十億年前。然而，最早出現的生物是自營生物還是異營生物呢？此問題至今仍是未解之謎。
假設最早出現的生物是自營生物，首先出現的可能是化能合成細菌，接著出現的是不產生氧氣的光合作用細菌（紫硫菌、綠硫菌等），而在這之後出現的是能進行產氧光合作用的生物──藍綠菌。
一種名為疊層石的岩石，是由死亡的藍綠菌堆砌而成，該岩石在大約二十七億年前的地層中被發現。大約在二十億年前，藍綠菌行光合作用產生的氧氣，與海水中的鐵發生反應，產生了大量的氧化鐵，該氧化鐵沉積後形成了帶狀鐵礦層。當溶解於海水中的鐵減少後，氧氣便被釋放到大氣中。
科學家們認為存活於這個時期的生物應該是原核生物，細胞中並不包含被核膜或膜區隔開的胞器。最終，該原核生物與好氧性細菌共生，形成粒線體，之後進一步與藍綠菌共生，形成葉綠體，最終演化為具有這些胞器的真核生物。

假設驗證
為了解釋生物的某種現象，首先要做好「如果這麼做的話……」的假設，接著就是驗證假設是否正確。
例如要調查某個反應跟哪種物質有所關連。假設加了物質A後沒有反應，加了物質B後也沒有反應，加了物質C後發生反應。從這邊我們可以馬上知道這個反應需要物質C。
但這代表跟物質A或物質B無關了嗎？
為了證明這點，我們設定實驗結果是同時加入物質A跟B會發生反應。要說明這種現象，應該建立怎麼樣的假設呢？一起思考看看吧。
僅加入A跟僅加入B都不會發生反應，但同時加入A跟B後就發生反應，或許可以建立下面的假設：
假設1：A跟B混和後成為了C。
也或者可以假設如下：
假設2：A有著讓B變成C的作用。
假設3：B有著讓A變成C的作用。
不論哪種假設都能毫無矛盾說明這個狀況。
那麼來想想為了驗證假設1∼3，應該進行怎麼樣的實驗呢？
首先來調查混合A跟B後會產生什麼樣的物質。不論何種假設都會產生物質C才是。為了調查A、B量的變化，我們設定實驗結果是B的量幾乎不變，只有A大幅減少，促使C的產生。
假設1的話應該是A、B雙方都同時減少，假設2的話由於B變成C，B的量應該減少。因此假設3能很好的說明A減少後產生了C這點。

挑戰！
昆蟲的孵化過程裡，在體節形成之後，透過同源異形基因製造出的轉錄因子的作用，使得各體節沿著胚的前後體軸，演化出特有的形態。
這時黑腹果蠅的突變種，由於胸部的第3 體節（第3 胸節）中的同源異形基因X失去作用，使得原本不會長有翅膀的第3體節，變得跟長有翅膀的第2 體節相同。結果讓原本是果蠅的牠，變得跟蝴蝶一樣，成了有著2 對翅膀的個體。
請從下列假設1∼3 說明蝴蝶擁有2 對翅膀的理由中，與黑腹果蠅的基因X的作用相較，選出1 個沒有相互矛盾的選項。

假設1：蝴蝶沒有基因X。
假設2：並未於蝴蝶的胸部第3 體節發現基因X。
假設3：於蝴蝶的胸部第3 體節發現基因X，但其製造出的轉錄因子所作用的基因簇，與黑腹果蠅並不相同。

（1）假設1 （2）假設2 （3）假設3
（4）假設1 跟假設2 （5）假設1 跟假設3 （6）假設2 跟假設3
（7）假設1 跟假設2 跟假設3

按步解題！
步驟1由於黑腹果蠅的基因X失去作用，導致翅膀變成2對。也就是說原本應在第3體節發現的基因X失去作用，使得翅膀變成2對，而蝴蝶原本就是2 對翅膀。
步驟2如同假設1所述，若蝴蝶原本就沒有基因X，就跟黑腹果蠅的基因X失去作用一樣，這充分說明了沒有基因X翅膀就變成2 對。
步驟3如同假設2所述，即便蝴蝶擁有基因X，但在第3體節沒有發現的話，就跟沒有基因X或是基因X失去作用相同。因此在第3體節沒有發現基因X，也能充分說明翅膀變成2對這點。
步驟4假設3提到基因X製造出的轉錄因子所作用的基因簇與黑腹果蠅不同，這到底是什麼意思呢？黑腹果蠅的基因X在正常作用下，是不會有另1對翅膀，可以想見基因X產生的轉錄因子，是用來抑制翅膀形成的基因簇。
那麼蝴蝶的基因X產生的轉錄因子，不是作用於抑制翅膀形成的基因簇，而是其他基因簇的話（例如促進翅膀形成的基因簇），就充分說明了蝴蝶有著2對翅膀。
步驟5其實這個問題的答對率，在模擬測驗中僅有7.8％。經過了上述的解析後，想必各位都能了解了吧？
（解答：7）

成分
細胞含有多種物質，哺乳類細胞所含有最多的物質是水。水（H2O）是由氫原子（H）和氧原子（O）共同結合的分子。其中氧為電負度較大的原子，對電子具有較大的吸引力。
因此，氫原子多帶正電，氧原子多帶負電。像這種電荷分布不均的情況，我們稱之為極性，有著極性的分子稱為極性分子；水便是擁有極性的極性分子。
由於水為極性分子，其分子內的氫原子和氧原子產生的微弱結合，這種藉由氫原子作為媒介所產生的結合稱為「氫鍵」。
哺乳類的細胞中，除了含有量最高的水之外，其次便是蛋白質。蛋白質是由多個胺基酸所組成的長鏈狀肽鏈，...

生物，不要死背！必須掌握概念、理解邏輯
北一女中師鐸獎生物教師／蔡任圃

2019年啟動了新的12年國教課綱，考試內容增加了素養導向、閱讀理解、實驗操作、表達能力等相關能力的測驗，作者大森徹老師的這本書，正好符合國內新課綱所追求的核心精神──素養導向的學習與測驗。

出版社在此時引入此書，正好注入活水，使生物學教育有所借鏡，希望能在課程的教、學與評量中，真正落實先建立正確邏輯，健全核心概念，再了解各生物現象的運作實例，以「一以貫之」、「觀念為重」的方式學習生物學，而不是將生物學當作背誦的科目。

在新型測驗中，增加了有關實驗和思考能力的題型，而且除了理解名詞的意義外，還要能推論、比較與應用；此外也強調跨章節的整合性知識與其應用，目的就是要學生以綜觀的視野，掌握各觀念之間的連結。大森徹老師就是在這樣的背景寫下這本書。

本書整理了生物學中的40個重要概念，與臺灣高中生物教材大同小異，但即使是課本沒介紹的內容，讀者也可依循作者的說明，憑藉著閱讀此書而建立生物學概念，輕鬆的掌握重點，並能舉一反三、觸類旁通。

若是閱讀到臺灣教材所沒有教授的內容，也可作為課外補充資料，因為「閱讀理解」亦是國內新課綱所追求的素養能力之一，常常會有許多與課程相關但不是課程內容的素材，被選用成閱讀測驗或素養題的內容，所以這些重要議題的核心概念若是能事先掌握，十分有利於大學入學測驗的準備，並可建立進入大學就讀的基本生物學能力。

本書的部分議題是過去課綱有介紹，但新課綱已刪除的生物學領域（如：胚胎發育、動物行為等），這些內容是教師與出題教授們很熟悉的素材，所以有很大的機會成為素養導向，或是探究與實作考題的情境設定。
此外，大森徹老師在介紹每個重要觀念後，準備了相對應的練習題目，可幫助你立即檢測觀念是否清晰理解，並提供詳實的題目解析與解題策略，且在書末設計了「題型應試對策」的相關說明，對於建立正確觀念與訓練解題技巧具有強大的功效。

若你正對學習生物學覺得苦惱，本書可以提供很棒的指引。讀生物，不要死背專業名詞，必須理解重要的生物學概念、掌握邏輯思維脈絡！

（本文作者人稱艦長，國立臺灣師範大學生物學碩士，現為北一女中生物科教師。獲教育部師鐸獎、臺北市特殊優良教師、科展優良指導老師等榮譽，曾擔任臺北市高中生物科輔導團、中山女高數理資優班召集人。著有《生物學學理解碼》。）

生物，不要死背！必須掌握概念、理解邏輯
北一女中師鐸獎生物教師／蔡任圃

2019年啟動了新的12年國教課綱，考試內容增加了素養導向、閱讀理解、實驗操作、表達能力等相關能力的測驗，作者大森徹老師的這本書，正好符合國內新課綱所追求的核心精神──素養導向的學習與測驗。

出版社在此時引入此書，正好注入活水，使生物學教育有所借鏡，希望能在課程的教、學與評量中，真正落實先建立正確邏輯，健全核心概念，再了解各生物現象的運作實例，以「一以貫之」、「觀念為重」的方式學習生物學，而不是將生物學當作背誦的科目。

在新...

前言
給正在為生物苦惱的各位
近年來，生物測驗中有關實驗和思考能力的問題，出現的比例逐漸偏高。在過去傳統測驗中，已經很少出現單純詢問術語的問題，而在新型態的生物考試中，更是幾乎看不到這類題型。

例如，「三羧酸循環（tricarboxylic acid cycle） 發生在哪裡？」「答：粒線體受質」像這樣的問題幾乎不會出現。在新型態的測驗中，只會出現「三羧酸循環會發生於粒線體受質，我們將利用粒線體受質進行以下的實驗……」這類問題。所以即使掌握術語的意思，也完全無法得分。

但，這也不代表特別去背術語不好，假如問題根本不需要相關生物知識，那只會是腦筋急轉彎，而不是生物的測驗。

前提是，學生能否充分理解生物的正確知識，並且能適度活用，而不光只是死背術語。此外，與傳統測驗相比，共同測驗還多了跨章節的題型，例如在一個問題中，同時要求理解代謝、核酸知識、激素和演化的知識。

那麼，我們對這樣的題型又該採取什麼樣的對策？
首先是徹底掌握教科書的內容。所有必要的知識都列在教科書上，因此充分理解是相當重要的一環。只不過，光是閱讀教科書，也很難分辨哪些內容特別重要，或是在測驗當中會怎麼出題，所以依然需要透過解題步驟，來了解出題的傾向，並強化對知識的理解力。

在大致熟悉教科書的內容之後，接下來則需要複習與內容相關的單元和分類；必須擁有綜觀的視野，才能夠進一步掌握各單元之間的關聯。

在這個步驟中，更重要的是如何應對實驗問題與思考問題，這不是硬著頭皮解題就能夠順利達成的。沒有對生物的正確觀念，並練習破解題目的意涵，在思考問題上也很難得分。

因此，在挑戰實驗問題、思考問題之前，學習教科書的內容時，也不應只是專注於被動的輸入知識，而要主動去思考「為什麼？」、「原因出在哪裡？」、「如果是這樣呢？」

我們該追求的不是死背，而是作為可以活用的知識深植在腦海；具備廣闊的視野，理解與其他單元之間的關聯；在學習的同時主動思考，具體而言應該怎麼做？
答案……就在本書之中。

為了讓各位能夠將活用的知識深植於腦海，理解與其他單元之間的關聯，並且在學習的同時主動思考，書中集結了多種不同的訣竅。

若各位能夠透過本書的內容來應對測驗，取得高分，考上理想的學校，進而朝向目標或夢想邁進，那將是我無上的喜悅。

加油！有我挺你！

前言
給正在為生物苦惱的各位
近年來，生物測驗中有關實驗和思考能力的問題，出現的比例逐漸偏高。在過去傳統測驗中，已經很少出現單純詢問術語的問題，而在新型態的生物考試中，更是幾乎看不到這類題型。

例如，「三羧酸循環（tricarboxylic acid cycle） 發生在哪裡？」「答：粒線體受質」像這樣的問題幾乎不會出現。在新型態的測驗中，只會出現「三羧酸循環會發生於粒線體受質，我們將利用粒線體受質進行以下的實驗……」這類問題。所以即使掌握術語的意思，也完全無法得分。

但，這也不代表特別去背術語不好，假如問題根本不需...

本書的特點及使用方法
推薦序　生物，不要死背！必須掌握概念、理解邏輯／蔡任圃
前言：給正在為生物苦惱的各位

第1部　重點整理
01　成分
02 胞器（1）
03 胞器（2）
04 生物膜與物質輸送
05　酵素（1）
06　酵素（2）
07　呼吸、發酵的機制
08　呼吸商實驗
09　光合作用的原理
10　淨光合作用速度
11　各種同化作用
12　DNA的複製
13 PCR反應
14 轉錄、轉譯
15 原核生物的轉錄、轉譯，操縱組理論
16　突變
17　限制酶圖譜
18　基因重組
19　細胞分裂
20　減數分裂
21　被子植物的配子形成與受精
22　動物的配子形成與受精
23　蛙類的發育
24　母體效應基因
25　胚胎幹細胞、嵌合體、基因剔除小鼠
26　花的形態變化、X染色體去活化
27　視覺器
28　興奮的傳導、傳達
29　神經路徑
30　肌肉
31　行為
32　植物激素
33　光敏素
34　花芽形成
35　族群
36　生物群集和生態系
37　生物的變遷
38　群體遺傳
39　演化機制
40　分子系統樹

第2部　題型應試對策
01 尋找對照實驗！
02 資料比較
03 假設驗證
04 圖表分析 + 實驗設定
05 對話問題

本書的特點及使用方法
推薦序　生物，不要死背！必須掌握概念、理解邏輯／蔡任圃
前言：給正在為生物苦惱的各位

第1部　重點整理
01　成分
02 胞器（1）
03 胞器（2）
04 生物膜與物質輸送
05　酵素（1）
06　酵素（2）
07　呼吸、發酵的機制
08　呼吸商實驗
09　光合作用的原理
10　淨光合作用速度
11　各種同化作用
12　DNA的複製
13 PCR反應
14 轉錄、轉譯
15 原核生物的轉錄、轉譯，操縱組理論
16　突變
17　限制酶圖譜
18　基因重組
19　細胞分裂
20　減數分裂
21　被子植物的配子形成與受精
22　動...