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Becker's World of the Cell(贝克尔细胞世界) cover

生物学

生物学

Becker's World of the Cell(贝克尔细胞世界)

Jeff Hardin; James P. Lodolce

英文原名: Becker's World of the Cell

一本以生物化学为坚实基础、供一学期使用的本科细胞生物学教材。它从细胞的化学组成和大分子讲起,经过膜、能量代谢和细胞结构,再到遗传信息、信号转导和细胞周期,并配有要求学生解读和分析实验数据的问题。

需要的基础: 修过普通生物学和普通化学;具备一些有机化学知识会有帮助。

难度等级
中级
学术层次
本科
cell biologymolecular biologymembranesbioenergeticscell signalling教科书

01 / 导读

导读

引用

Hardin, J., & Lodolce, J. P. (2021). Becker's World of the Cell (10th ed.). Pearson.

章节概要

第10版共26章,另有附录“Visualizing Cells and Molecules”。每章都有出版社按章列出的两个固定栏目:介绍一种实验或成像方法的“Key Techniques”,以及把本章内容与疾病或日常健康联系起来的“Human Connections”。出版社称本书以生物化学内容扎实著称,并说第10版增加了要求学生解读和分析数据的题目。

第1–4章:细胞生物学概览;细胞的化学;细胞的大分子;细胞与细胞器

开头四章打基础:领域概览(Key Technique:免疫荧光)、细胞的化学(质谱;Human Connections:磁共振成像)、大分子(X射线晶体学;蛋白质聚集与阿尔茨海默病),以及细胞的细胞器(用离心分离细胞器;溶酶体功能障碍)。

第5–6章:生物能量学:细胞中的能量流动;酶:生命的催化剂

能量流动和酶各自成章,排在膜之前。Key Techniques 是研究结合作用的等温滴定量热法和测定Km与Vmax的酶活性测定,Human Connections 涉及食物的能量含量,以及作为靶向酶的降压药的ACE抑制剂。

第7–8章:膜:结构、功能与化学;跨膜运输:克服渗透屏障

先讲膜的结构与化学,再讲跨膜运输。所列栏目有膜蛋白的SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳、在蛙卵母细胞中表达膜蛋白,以及讨论膜运输、囊性纤维化和基因治疗前景的 Human Connections。

第9–11章:化能营养的能量代谢:糖酵解与发酵;化能营养的能量代谢:有氧呼吸;光能营养的能量代谢:光合作用

能量代谢占了三章:糖酵解与发酵、有氧呼吸、光合作用。栏目包括追踪原子在代谢途径中去向的同位素标记、细胞结构的三维电子显微观察,以及吸收光谱和作用光谱。Human Connections 把这些内容与膳食中的糖、作为危险减肥药的解偶联剂DNP,以及植物的叶黄素循环联系起来。

第12–15章:内膜系统;细胞骨架系统;细胞运动:运动性与收缩性;细胞之外:细胞黏附、细胞连接与细胞外结构

这是结构与运动的一组章节,涵盖内膜系统(临床联系是LDL受体与胆固醇摄取)、细胞骨架(李斯特菌感染与肌动蛋白聚合)、运动性与收缩性(马达蛋白与左右轴的确定),以及细胞外的结构(从零开始构建细胞外基质;黏附减弱导致的皮肤水疱病)。

第16–20章:细胞信息的结构基础:DNA、染色体与细胞核;DNA复制、修复与重组;基因表达I:遗传密码与转录;基因表达II:蛋白质合成与分选;基因表达的调控

五章沿着遗传信息的流向展开。栏目既有方法(荧光原位杂交、聚合酶链反应、DNA-蛋白质相互作用的检测、荧光融合蛋白、RNA干扰),也有与疾病的联系(核纤层蛋白与早衰、着色性干皮病、细菌的抗生素抗药性,以及表观基因组与Rett综合征)。

第21章:细胞生物学的分子生物学技术

专门讲方法的一章,Key Technique 是DNA克隆,Human Connections 是遗传身份鉴定中的短串联重复序列。

第22–23章:信号转导机制I:神经元中的电信号与突触信号;信号转导机制II:信使与受体

信号转导分成两章:先讲神经元(膜片钳;肉毒杆菌毒素在美容中的使用),再讲信使与受体(钙指示剂与离子载体;一氧化氮信号与血管收缩)。

第24–26章:细胞周期与有丝分裂;有性生殖、减数分裂与遗传重组;癌细胞

全书以细胞周期(用FACS分析测量细胞;紫杉醇与癌症治疗)、减数分裂(用孟德尔定律预测人类疾病;唐氏综合征与不分离)和癌细胞(抗癌的合理药物设计;乳腺癌诊断中的分子探查)收尾。

核心概念

第1–11章:化学、能量与膜

  • 大分子:第3章讲的蛋白质、核酸及其他聚合物。
  • 生物能量学与酶:能量流动(第5章),以及酶,包括用酶活性测定得出Km和Vmax(第6章)。
  • 化能营养与光能营养的能量代谢:糖酵解与发酵、有氧呼吸和光合作用(第9–11章)。

第12–21章:结构、运动与信息

  • 内膜系统:第12章的细胞器网络。
  • 细胞骨架系统:第13章的主题,运动性与收缩性见第14章。
  • 基因表达:遗传密码、转录、蛋白质合成与分选以及调控(第18–20章)。

第22–26章:信号、分裂与癌症

  • 信号转导:神经元中的电信号与突触信号,以及信使与受体(第22–23章)。
  • 减数分裂与遗传重组:第25章。
  • 癌细胞:最后一章。

评析

优点

  • 结构中融入的生物化学。 出版社特别强调生物化学内容扎实,目录也印证了这一点:细胞的化学、大分子、生物能量学和酶占了第2–6章,能量代谢单独占三章(第9–11章),而Karp的教材中这部分是两章(第5–6章),外加第3章中的一节代谢内容。
  • 一致的栏目模式。 每一章都有 Key Techniques,26章中有24章有 Human Connections,因此方法和临床联系始终离正文不远。出版社还说第10版配有促使学生解读和分析数据的题目。
  • 方法在两处讲述。 第21章是专门的分子生物学技术章,附录“Visualizing Cells and Molecules”讲成像,读者可以在这里查阅栏目中用到的方法。

局限

  • 没有免疫或发育章。 目录中没有免疫应答章(Karp的书有),除黏附章外也没有关于发育和组织的章。需要讲这些内容的课程要另找材料。
  • 一学期偏长。 一册书中有26章加一个附录,一学期的课程必须选择章节;目录并未标明哪些章节是可选的。
  • 开头偏重化学。 前六章集中于化学、大分子、生物能量学和酶,到第7章才展开膜。出版社强调的扎实生物化学内容适合对化学得心应手的学生,想更快进入细胞组织与信息流的读者则需要快速读完这一开头部分。

在课程中的定位

Becker's World of the Cell 是二年级细胞生物学课程的主教材。本课程书单中最接近的替代选择是Karp的 Cell and Molecular Biology,它共18章,把细胞分裂、癌症和免疫放在独立章节中,并围绕发现背后的实验来组织特色栏目。Becker共26章,给能量代谢和酶更多篇幅,并把方法内容放在书中部的一章和每章的栏目里。

Essential Cell Biology 是为入门课程而写的、起点更平缓的选择;Molecular Biology of the Cell 是想了解中等篇幅教材之外更多细节时可参考的更全面的著作;Pollard的 Cell Biology 由通过分子结构和物理机制解释细胞过程的研究者撰写;The Cell: A Very Short Introduction 是可以先读的简短、非技术性概览。

如何使用本书

本书适合已有入门生物学和普通化学基础的生物学、生物化学等专业的二年级本科生。化学基础生疏的读者应预计在第2、3、5、6章上花时间,因为后面的代谢和分子各章建立在它们之上。

一个实用的读法是按顺序读到第11章,把它当作生物化学基础,然后把第12–15章作为关于细胞器、细胞骨架和细胞外环境的一组来读。第16–21章是信息板块,自然地与分子生物学或遗传学课程配合,第21章可作方法参考。第22–26章可以按教学大纲的需要依次阅读。

准备实验课或阅读研究论文时可读 Key Techniques 栏目,用 Human Connections 栏目把一章内容与其医学意义联系起来。每章之后不妨做一做数据解读题,因为出版社把它们作为本版的新重点。