亲自操作生物化学实验 并了解生物学的新领域

先说最重要的：参加生物选修课并非必要条件——关键在于个人的兴趣和课外参与！国际生物奥林匹克竞赛（IBO）是一项每年举办一次的中学学生竞赛，共分为四轮。 在成功通过笔试和实验操作考核后，成绩最好的四名德国学生将前往本届奥林匹克竞赛的举办国参加最后一轮比赛。今年，比赛举办地是日本（长崎）。

今年是我首次参赛，便成功晋级第二轮，并作为黑森州排名前十的学生之一，受邀前往达姆施塔特工业大学参加了为期四天的州级研讨会。 整个期间，我一直由迪特马尔·冯·德·阿赫博士指导，他是斯坦米勒中学负责生物学领域学生竞赛事务的联络人。

超出学校水平的要求

第一轮将出四道涵盖生物学各领域的开放性题目。题目难度高于学校课程水平，但作答时可使用任何专业文献。 以论文形式提交的答案将由指导老师进行批改。对我来说，决定参加生物奥林匹克竞赛，并不是出于一定要进入第三轮和第四轮的期望。 我主要是想借此机会尝试解决生物学领域中更具挑战性的题目，因为我计划在高中毕业后攻读医学专业，而且我很乐于迎接新的挑战。

虽然第一轮需要投入较多的时间，但对我来说，这非常值得——既学到了植物学、遗传学、动物学、生理学、分类学和生物化学方面的新知识，又练习了撰写学术论文的能力。

今年约有一半的参赛者成功晋级第二轮。在约两小时内，考生需完成30道选择题和8道较复杂的题目。 为了备考这场难度极高的考试，IBO官网上提供的公开资料以及往年的试卷都是很有帮助的，有助于考生熟悉考试形式。 总体而言，我认为对于这一轮考试，并没有绝对稳妥的备考方法，因为部分题目提出的要求，甚至对拥有生物学学位的生物教师来说都颇具挑战性。

结业汇报

第二轮中表现最佳的10名黑森州参赛者将作为“对其表现的奖励”受邀前往达姆施塔特。 在讲师的指导和监督下，我们以两人一组的形式，亲手培养细菌菌落，测量并记录其生长情况，还亲自进行了质粒分离、聚合酶链式反应（PCR）和凝胶电泳等生化实验。 在这四天中的某一天，我们有机会分成小组，了解生物学的其他领域，并亲身体验更复杂的生物学实验方法。 除了神经生理学（测量神经元的动作电位）、荧光显微镜和电子显微镜（了解并测试其工作原理）以及RNA方法（Western Blotting）等主题外，还有活细胞成像。 我在活细胞显微镜领域的体验非常积极，因为我们得到了非常专业的指导，负责的教授甚至亲自抽出时间来回答我们的问题。活动最后，各小组就各自独立实验的发现进行了简短的汇报。

达姆施塔特工业大学实验室的工作给我留下了非常积极的印象，而且由于这次实习不进行成绩评估，我真的非常推荐大家参加！

鼓励参与

致所有感兴趣的高中生：如果你今年也想给自己一个机会，挑战自我，通过参赛不仅能积累生物学学科的资格证明，还能在大学实验室里在专业讲师的指导下进行实践操作， 请联系你的生物老师，并从4月开始着手完成今年生物奥林匹克竞赛第一轮的题目！ 祝大家玩得开心，取得好成绩！（我的成绩：第一轮：黑森州第13名，全德国1165人中排名第182位；第二轮：黑森州第6名，全德国518人中排名第54位）

（卡罗琳·毛尔斯贝格）

今年，施泰因米勒学校共派出六个项目参加了在洛拉尔和卡塞尔举办的地区竞赛。其中三支队伍一举夺得冠军，从而获得了参加在达姆施塔特和卡塞尔举行的“学生实验”类别州级竞赛的资格。 另有三支队伍荣获了特别奖。

值得注意的是，来自不同年级的团队都参与其中——从初中部到高中部。 六年级有两支队伍参赛，八年级、九年级、十一年级和十三年级各有一支队伍参赛。学科领域也十分多样：生物学领域有三项研究和实验，化学、物理以及地球与空间科学领域各有一项。

莱昂纳德·伯格、马茨·埃格布林和莱昂廷·施密特是这三位六年级学生，他们在 “学生实验”竞赛中，在尤塔·托尔-博斯多夫博士和迪特马尔·冯·德·阿赫博士两位老师的指导下，获得了地球与空间科学类第一名，并额外赢得了环境技术特别奖。他们对比了生态农田与普通农田。 在此过程中，他们共检测了近20份土壤样本，并发现生态农田不仅因硝酸盐含量低而表现优异，还因其能够固定和释放养分的能力而脱颖而出。 传统农田，尤其是使用粪肥施肥的农田，其硝酸盐和亚硝酸盐含量几乎无一例外地处于令人担忧的水平。评审团认为该课题、研究工作及其成果值得授予最高荣誉。接下来，他们将前往卡塞尔参加州级竞赛。

鞋内氧气不足

9年级的莫滕·科勒、本杰明·舒尔和约书亚·维德对“为什么滑雪靴里的暖脚贴不起作用”这一问题展开了探究。这三名学生在施泰因米勒滑雪活动中感到脚冷，并注意到本应缓解这一问题的暖脚贴效果极差。 他们深入探究了其中的化学反应机制，并通过测量温度和氧气浓度曲线等方法发现，滑雪靴内的氧气含量根本不足。这导致预期的化学反应很快便停止了。

在尤塔·托尔-博尔斯多夫（Jutta Töhl-Borsdorf）博士老师的指导下，他们使用了通过智能手机控制的温度传感器以及由Arduino控制的氧气探头。 在马尔特·克利姆扎克（Malte Klimczak）于斯坦米勒学校开设的选修技术课上，Arduino微控制器开发板首次被引入教学，并在此被成功应用于化学问题的解决。这三名学生同样凭借最佳跨学科项目在化学竞赛中荣获第一名，并将有幸参加在达姆施塔特举行的州级竞赛。

面粉甲虫是如何“分解”聚苯乙烯的

11年级的克拉拉·穆勒（Clara Müller）、玛丽·恩格勒特（Marie Englert）和詹妮弗·韦伯（Jennifer Weber）在迪特马尔·冯·德·阿赫（Dietmar von der Ahe）博士的指导下，研究了面粉甲虫幼虫肠道菌群中的细菌是否参与了聚苯乙烯泡沫塑料的降解。 这些女生在不同条件下观察了粉甲虫幼虫（Tenebrio molitor）的取食行为。 她们运用分子生物学方法（PCR、基因组和PCR DNA提取、光度计测定DNA含量、凝胶电泳，以及由eurofins genomics公司（ 埃伯斯贝格）对从幼虫肠道菌群中分离出的230种不同细菌克隆进行了亲缘关系分析及对苯乙烯降解能力的检测。在此过程中，她们发现几种来自肠杆菌科的细菌克隆，能够在营养液中降解该塑料。 受Eurofins Genomics公司委托，其中一个克隆（克隆编号43）的基因组已完成全序列测定（约600万个碱基对），随后在基因组中搜寻可能参与苯乙烯降解的酶编码区域。 这些女学生还提出了一种关于苯乙烯降解化学过程的可能机制。作为特别奖，这三人组获得了专业期刊《科学画报》（Bild der Wissenschaft）的一年订阅。

通过竞赛与大学建立联系

13年级的罗尼亚·罗森克朗茨在物理领域赢得了评委们的青睐。她研究了吸入氦气后声音发生变化的原因。 在尤塔·托尔-博斯多夫（Jutta Töhl-Borsdorf）博士担任教师的五年级“NaUnt”课程中，学生们提出了这一问题。 罗尼亚很快意识到，随处可见的解释仅部分正确，而这一现象远比想象中复杂得多。为了探究问题的本质，她设计了多种实验装置。评委们特别强调了她对这一问题所采取的极具科学性的研究方法。 通过此次竞赛，她很快与马尔堡大学建立了联系，从而得以在语音病理学实验室进行测量。该项目在物理类比赛中获得第一名，并荣获声学特别奖，这也意味着罗尼亚·罗森克朗茨已获得参加达姆施塔特州级竞赛的资格。

蚯蚓喜欢什么

在“学生实验”竞赛中，在迪特马尔·冯·德尔·阿赫博士的指导下，年轻的研究员特蕾莎·丁格斯（6b班）和索菲亚·罗戈什（6c班）研究了蚯蚓对土壤和气候的潜在影响。 在这项研究中，两位学生对本土蚯蚓（Lumbricus terrestris）的行为及其与土壤细菌的相互作用进行了深入研究。她们发现：

• 蚯蚓偏好的土壤类型
• 他避开哪些土壤特性（pH值、石灰质土壤、沙质土壤等）
• 蚯蚓通过与土壤细菌相互作用，在土壤中产生了大量温室气体二氧化碳。
• 土壤中的细菌科与蚯蚓粪便中的细菌科不同。

马皮的生长环境

西拉斯·克鲁格和扬·福尔默（均为8c班学生）希望更深入地了解“马皮上的生命”。 在迪特马尔·冯·德·阿赫博士的指导下，这两名学生对两匹马的不同皮肤部位（皮肤、耳廓、鼻部、口部）进行了细菌定植情况的检测，即所谓的微生物组。 他们发现，夏季的微生物群与冬季的微生物群存在显著差异，也就是说，夏季在不同皮肤部位发现的细菌科与冬季不同。这与不同气候条件下皮肤功能的差异相吻合。