01 / 导读
导读
引用
Karp, G., Iwasa, J., & Marshall, W. (2020). Karp's Cell and Molecular Biology (9th ed.). Wiley.
章节概要
第9版共18章，约944页。除正文外，目录中还列出三类反复出现的栏目：“Human Perspective”把某一主题与疾病联系起来，“Experimental Pathways”回溯某项发现是如何确立的，而本版新增的“Green Cells”（植物细胞生物学）和“Engineering Linkage”（生物工程）两类小节则出现在第1至第17章的每一章中。出版社把这两类新增小节（各自配有评估题）作为本版的主要新增内容加以介绍。
第1–2章：细胞与分子生物学研究导论；生命的化学基础
第1章从细胞的发现及其基本特性讲起，进入两大类根本不同的细胞（原核细胞与真核细胞），随后讨论病毒和类病毒。第2章涵盖共价键与非共价键、酸、碱与缓冲液，以及四类生物分子（糖类、脂质、蛋白质和核酸）。四类生物分子一节从第53页延续到第95页，占了本章的大部分，先讲蛋白质的结构与折叠，本章最后以复杂大分子结构的形成收尾。
第3章：生物能量学、酶与代谢
先讲热力学与生物能量学，再讲作为生物催化剂的酶（包括催化机制），最后概述代谢及其调节。
第4章：质膜的结构与功能
讨论膜的化学组成、膜蛋白与膜脂、流动性与质膜的动态特性、物质跨膜运动，以及膜电位与神经冲动。
第5–6章：有氧呼吸与线粒体；光合作用与叶绿体
两个能量转换章节在结构上相互对应。第5章涵盖线粒体的结构、有氧代谢、质子动力势和ATP形成的装置，另有一节讲过氧化物酶体。第6章涵盖光合作用的起源、叶绿体结构、光的吸收、反应中心、光合磷酸化和二氧化碳固定。
第7章：细胞与其环境的相互作用
讨论细胞外物质、细胞间黏附、紧密连接、细胞间通讯和细胞壁，把细胞看作组织的一部分。
第8章：细胞质膜系统：结构、功能与膜运输
先概述内膜系统及其研究方法，然后依次讲内质网、高尔基体、囊泡运输、溶酶体和内吞途径。本章最后讲过氧化物酶体、线粒体和叶绿体对蛋白质的翻译后摄取。
第9章：细胞骨架与细胞运动
涵盖微管、马达蛋白、微管组织中心、纤毛和鞭毛、中间丝、肌动蛋白与肌球蛋白、肌肉收缩、肌动蛋白结合蛋白、细胞运动和细菌的细胞骨架。
第10–11章：基因与基因组的本质；中心法则：从DNA到RNA再到蛋白质
分子遗传学从这里开始。第10章沿着基因概念的发展展开，从染色体是遗传信息的载体，讲到基因的化学本质，再讲基因组的复杂性、稳定性和测序。第11章涵盖原核与真核细胞中的转录，核糖体RNA、转运RNA和信使RNA的加工，小调控RNA，CRISPR及其他非编码RNA，以及遗传密码和翻译。
第12–13章：基因表达的调控；DNA复制与修复
第12章涵盖细菌中的调控、核膜、染色体与染色质、有组织的细胞核，以及转录、RNA加工、翻译和翻译后各层次的调控。第13章涵盖细菌、病毒和真核细胞中的复制、DNA聚合酶与DNA修复。
第14–15章：细胞分裂；细胞信号与信号转导
第14章讲细胞周期、有丝分裂和胞质分裂以及减数分裂。第15章讲信号系统的基本要素、G蛋白偶联受体与第二信使、蛋白质酪氨酸磷酸化、作为胞内信使的钙和一氧化氮、不同信号通路间的交叉对话以及细胞凋亡。
第16–17章：癌症；免疫应答
第16章涵盖癌细胞的基本特性与成因、作为遗传疾病的癌症以及对抗癌症的策略。第17章涵盖克隆选择学说、B淋巴细胞与T淋巴细胞、免疫的细胞与分子基础中的若干专题以及淋巴细胞活化中的信号转导通路。
第18章：细胞与分子生物学技术
全书末尾的方法章：光学显微镜、电子显微镜和原子力显微镜、放射性同位素、细胞培养、离心分离、蛋白质与核酸的分级分离、杂交、重组DNA、PCR、DNA测序、文库、基因转移、基因编辑与沉默，以及抗体的使用。
核心概念
第1–9章：细胞、能量、膜与细胞骨架
- 原核细胞与真核细胞：第1章比较的两大类根本不同的细胞。
- 质子动力势：第5章用来解释ATP形成装置如何运作的梯度。
- 内膜系统：第8章当作一个相互连通的系统来讨论的膜区室和囊泡运输。
- 马达蛋白：第9章中的驱动蛋白和动力蛋白，以及肌肉收缩中的肌球蛋白。
第10–15章：基因、基因表达与信号
- 中心法则：从DNA到RNA再到蛋白质的信息流，是第11章的组织思想。
- 染色质：染色体的结构及其在第12章基因表达调控中的作用。
- 信号转导：第15章的受体、第二信使和蛋白质磷酸化。
- 细胞凋亡：程序性细胞死亡，位于第15章末尾。
第16–18章：癌症、免疫与方法
- 作为遗传疾病的癌症：第16.3节，前面有一节讲癌症的成因。
- 克隆选择学说：第17.3节将其应用于B细胞。
- 重组DNA技术与PCR：第18章中核心的分子技术。
评析
优点
- 明确的实验取向。 出版社把本书描述为帮助学生把关键概念与实验联系起来，从而理解“我们是怎么知道的”。这一点在目录中清晰可见：列出了13个“Experimental Pathways”栏目，其中包括真核细胞的起源、基因的化学本质、RNA作为催化剂的作用、MPF的发现与特性研究，以及癌基因的发现。
- 篇幅适中，附加内容可取舍。 出版社把本书定位为篇幅适中、行文亲切，并把各特色小节描述为供教师按需选用的菜单式内容，适合想要侧重某些分支学科的教师。读者可以以正文为主线，把各个栏目当作可选内容。
- 覆盖标准课程的广度。 一本书涵盖细胞的化学、生物能量学、膜、运输、细胞骨架、基因表达、信号转导、癌症和免疫，书末还有专门的技术章。
局限
- 许多新内容在设计上是可选的。 “Green Cells”和“Engineering Linkage”小节是本版新增的，出现在第1至第17章，按所列页码范围来看，通常各占一两页。不讲植物生物学或生物工程的课程会略过它们，因此不应算作必读内容。
- 技术集中在书末。 第18章把方法（从显微镜到基因编辑和抗体）集中在一处，排在依赖这些方法的主题之后。读者在前面章节遇到不熟悉的方法时，可能需要先翻到第18章。
- 范围广意味着需要取舍。 18章涵盖化学、能量转换、膜、细胞骨架、基因表达、信号转导、癌症和免疫，超出多数单门课程能够完整使用的量，因此教师或读者需要选择哪些章节作为核心。
在课程中的定位
Karp是标准的二年级细胞生物学课程的主教材。在本课程的其他书中，Becker's World of the Cell 是最接近的替代选择：两者都是单卷本本科教材。Karp在每个主题上给实验历史留出更多篇幅，并把基因表达、细胞分裂、癌症和免疫应答分别放在独立章节中。Becker共26章，糖酵解与发酵、有氧呼吸和光合作用各有单独的章，还有关于神经元信号的章，但目录中没有免疫章。
Essential Cell Biology 是为入门课程而写的，对初学者来说起点更平缓。Molecular Biology of the Cell 是想了解Karp之外更多细节时可参考的更全面的著作，而Pollard的 Cell Biology 由把分子结构和物理机制放在解释核心的研究者撰写，适合希望了解该学科物理一面的读者。The Cell: A Very Short Introduction 是非技术性的概览，可以先读。
如何使用本书
本书适合已有入门生物学和普通化学基础、正在修读细胞生物学核心课程的生物学、生物化学和生物医学专业二年级学生。它也适合不久将接触原始文献的学生，因为“Experimental Pathways”栏目展示了结论是如何得出的。
一个实用的读法：如果熟悉化学，可以快速读完第1–3章，然后按顺序读第4–9章作为结构方面的核心（膜、线粒体、叶绿体、细胞外环境、运输和细胞骨架）。第10–13章构成关于基因和基因表达的相对独立的一块，可与遗传学或分子生物学课程配合。第14–17章（细胞分裂、信号转导、癌症和免疫）可以按教学大纲调整顺序。第18章可以在前面章节出现某种方法时，作为参考来查阅。
在选择附加内容时，对强调实验的课程来说“Experimental Pathways”栏目最有用；“Human Perspective”栏目适合有医学志向的读者；当课程涉及植物生物学或生物工程时，值得阅读“Green Cells”和“Engineering Linkage”。出版社表示，每章的“Green Cells”和“Engineering Linkage”小节都配有各自的评估题，如果课程使用在线材料，可以留意一下。