Essential Cell Biology（细胞生物学入门）

引用

Alberts, B., Heald, R., Hopkin, K., Johnson, A., Morgan, D., Roberts, K., & Walter, P. (2023). Essential Cell Biology (6th ed.). W. W. Norton & Company.

第7版（2027年）已经公布，章节编号和部分内容可能有所不同。

章节概要

第六版共二十章。出版社把本书定位为细胞生物学入门课程的教材，称其把"生动、清晰的文字"与丰富的插图结合在一起，并指出这一版在各处都吸收了新的研究成果，包括 COVID-19 等新兴研究领域。目录可以分为几个清楚的板块：细胞的化学与蛋白质（第1—4章）、基因与基因组（第5—10章）、膜与能量（第11—14章）、细胞内部的组织与信号传导（第15—17章），以及细胞分裂、生殖与组织（第18—20章）。公开的只有章标题，因此下面的概要描述的是各章标题所划定的范围，而不是各章的细节。

第1章：细胞：生命的基本单位

开篇一章把细胞作为生物的基本单位来介绍，讨论细胞的统一性和多样性，以及人们如何研究细胞。

第2—4章：细胞的化学组分；能量、催化与生物合成；蛋白质的结构与功能

化学基础：构成细胞的小分子和大分子，细胞如何获取能量并通过催化推动反应，以及蛋白质的结构如何支撑其多种功能。

第5—7章：DNA 与染色体；DNA 的复制与修复；从 DNA 到蛋白质：细胞如何读取基因组

分子遗传学的核心：DNA 如何组织成染色体，DNA 如何复制、损伤如何修复，以及遗传信息如何经转录和翻译成为蛋白质。

第8—10章：基因表达的调控；基因和基因组如何进化；分析基因的结构与功能

细胞如何开启和关闭基因；基因和基因组在进化时间中如何变化；以及研究基因及其功能的实验方法。

第11—12章：膜的结构；跨细胞膜的运输

脂质双层及其膜蛋白的结构，然后是离子和分子穿过膜的机制。

第13—14章：细胞如何从食物中获取能量；线粒体和叶绿体中的能量产生

食物分子的分解，然后是线粒体和叶绿体中的能量产生。

第15—17章：细胞内区室与蛋白质运输；细胞信号传导；细胞骨架

真核细胞的组织：由膜包围的各个区室以及蛋白质在其间的分选，细胞接收并响应信号的方式，以及赋予细胞形状并在细胞内运送物质的蛋白质纤维。

第18—20章：细胞周期；有性生殖与遗传学；细胞群体：组织、干细胞与癌症

细胞分裂的调控；减数分裂与遗传学原理；最后是多细胞生物中的细胞：组织、干细胞和癌症。

核心概念

第1—4章：细胞及其化学

• 作为生命基本单位的细胞：一切生物都由具有共同化学基础的细胞构成。
• 能量、催化与生物合成：细胞如何利用能量并借助催化剂合成所需的分子。
• 蛋白质的结构与功能：蛋白质折叠后的形状决定了它的功能。

第5—10章：基因与基因组

• 染色体：DNA 与蛋白质包装在一起，形成可以复制和分配的结构。
• 复制与修复：DNA 的精确复制和损伤的修正。
• 基因表达及其调控：转录与翻译，以及造成细胞类型差异的调控。
• 基因组进化：基因和基因组如何变化和多样化。

第11—17章：膜、能量与组织

• 膜运输：脂质双层和转运蛋白如何控制物质跨膜。
• 线粒体和叶绿体中的能量产生：细胞把来自食物和光的能量转化为可用形式的细胞器。
• 细胞内区室：由膜包围的细胞器以及蛋白质的分选。
• 细胞信号传导：接收外部信号并将其转化为细胞反应。
• 细胞骨架：用于维持形状、运动和细胞内运输的蛋白质纤维系统。

第18—20章：分裂与多细胞性

• 细胞周期的调控：细胞复制并分裂所经历的受调控的一系列事件。
• 减数分裂与遗传学：作为遗传基础的有性生殖。
• 干细胞与癌症：组织的更新，以及细胞逃脱正常调控时这种更新的失灵。

评析

优点

• 为入门课程而作。 出版社称本书是为细胞生物学入门课程编写的，目录也体现出精心安排的顺序：先讲化学和蛋白质，再讲基因，然后是膜和能量，最后是整个细胞和组织的组织与行为。学生总是在打好基础之后才接触每个主题。
• 细胞生物学与分子生物学并重。 二十章中有六章讨论 DNA、基因表达、基因组进化和基因分析方法，因此本书既是细胞生物学导论，也可作为分子生物学导论。
• 插图与多媒体。 出版社强调了书中的插图，以及 Norton Illumine 电子书中的 Dynamic Figures 和150多个视频与动画、带有针对性答案反馈的 Check Your Understanding 题目和 Smartwork 在线习题。
• 内容新近。 第六版在各处加入了新的研究成果，并以 COVID-19 为例。

局限

• 不是最新版本。 出版社的美国网站现已列出第七版：二十章的章标题相同，新增两位合著者（Ramanujan Hegde 和 Gaël McGill），第1章新增一节讨论科学是如何进行的以及如何区分科学与伪科学，并新增交互式的分子"Explorations"。采用第七版的课程会发现章节顺序没有变化。
• 依赖数字工具。 出版社强调的许多学习设计（Dynamic Figures、视频、Check Your Understanding 的反馈、Smartwork）都在数字资源包中。只使用纸质书或二手书的读者无法利用。
• 入门层次的深度。 作为"精要"版，本书为入门课程而设计。需要实验细节和研究文献的读者需要一本更完整的教材。

在课程中的定位

在本课程的细胞生物学书目中，《Essential Cell Biology》是入门性的一本，也是自然的第一本教材。艾伦和考林的《The Cell: A Very Short Introduction》是一本简短的非专业概述，可以先读来建立整体印象。《Becker's World of the Cell》和《Karp's Cell and Molecular Biology》是内容更完整的本科教材：前者生物化学基础更强，后者围绕确立各个主题的实验来组织内容。二者都适合第二门课程，或者适合在本书中初次接触某个主题、想获得更多实验深度的学生。

艾伯茨等人的《Molecular Biology of the Cell》是同一作者团队所著、篇幅更大的"兄弟"教材，是高年级本科生和研究生的综合性参考书，从《Essential Cell Biology》过渡到它十分顺畅。波拉德等人的《Cell Biology》从分子结构和生物物理机制解释细胞过程，适合走向结构细胞生物学或定量细胞生物学的学生。

如何使用本书

本书写给修读第一门细胞生物学课程的本科生，通常在普通生物学之后。第2—3章需要一些化学知识；开头几章提供了全书其余部分所依赖的化学基础。

一学期课程的建议计划：

• 基础： 第1—4章。不要跳过第3—4章；能量、催化和蛋白质结构几乎在后面每一章都会用到。
• 基因： 第5—8章是分子部分的核心。在以细胞为重点的课程中，第9—10章（基因组进化与研究方法）可以读得轻一些，但第10章在做任何实验之前都很有用。
• 运转中的细胞： 按顺序读第11—17章；讨论能量的第13—14章属于最难的部分，仔细研读图示会很有帮助。
• 分裂与组织： 第18—20章。第19章复习遗传学，可能与单独的遗传学课程重叠；第20章把本书与干细胞和癌症联系起来。

要像学习正文一样从图中学习：凭记忆重画关键示意图（膜、复制叉、电子传递链、细胞周期），再与书中对照。如果你的书附有电子书，每节之后做 Check Your Understanding 题，并借助视频和动画理解物质运输、马达蛋白等动态过程。如果课程使用第七版，同样的章节计划也适用。