01 / 導讀
導讀
引用
Hardin, J., & Lodolce, J. P. (2021). Becker's World of the Cell (10th ed.). Pearson.
章節概要
第10版共26章,另有附錄「Visualizing Cells and Molecules」。每章都有出版社依章列出的兩個固定專欄:介紹一種實驗或影像方法的「Key Techniques」,以及把本章內容與疾病或日常健康連結起來的「Human Connections」。出版社稱本書以生物化學內容紮實著稱,並說第10版增加了要求學生解讀與分析數據的題目。
第1–4章:細胞生物學概覽;細胞的化學;細胞的巨分子;細胞與胞器
開頭四章打基礎:領域概覽(Key Technique:免疫螢光)、細胞的化學(質譜;Human Connections:磁振造影)、巨分子(X光晶體學;蛋白質聚集與阿茲海默症),以及細胞的胞器(以離心分離胞器;溶小體功能障礙)。
第5–6章:生物能量學:細胞中的能量流動;酶:生命的催化劑
能量流動與酶各自成章,排在膜之前。Key Techniques 是研究結合作用的等溫滴定熱量法,以及測定Km與Vmax的酶活性分析,Human Connections 涉及食物的能量含量,以及作為標靶酶的降血壓藥ACE抑制劑。
第7–8章:膜:結構、功能與化學;跨膜運輸:克服通透障壁
先談膜的結構與化學,再談跨膜運輸。所列專欄有膜蛋白的SDS聚丙烯醯胺凝膠電泳、在蛙卵母細胞中表現膜蛋白,以及討論膜運輸、囊狀纖維化與基因治療前景的 Human Connections。
第9–11章:化學營養的能量代謝:糖解與發酵;化學營養的能量代謝:有氧呼吸;光營養的能量代謝:光合作用
能量代謝占了三章:糖解與發酵、有氧呼吸、光合作用。專欄包括追蹤原子在代謝路徑中去向的同位素標定、細胞結構的三維電子顯微觀察,以及吸收光譜與作用光譜。Human Connections 把這些內容與飲食中的糖、作為危險減肥藥的解偶聯劑DNP,以及植物的葉黃素循環連結起來。
第12–15章:內膜系統;細胞骨架系統;細胞運動:運動性與收縮性;細胞之外:細胞黏附、細胞連接與細胞外結構
這是結構與運動的一組章節,涵蓋內膜系統(臨床連結是LDL受體與膽固醇攝取)、細胞骨架(李斯特菌感染與肌動蛋白聚合)、運動性與收縮性(動力蛋白質與左右軸的決定),以及細胞外的結構(從零開始建構細胞外基質;黏附減弱導致的皮膚水皰病)。
第16–20章:細胞資訊的結構基礎:DNA、染色體與細胞核;DNA複製、修復與重組;基因表現I:遺傳密碼與轉錄;基因表現II:蛋白質合成與分選;基因表現的調控
五章循著遺傳資訊的流向展開。專欄既有方法(螢光原位雜交、聚合酶連鎖反應、DNA與蛋白質交互作用的偵測、螢光融合蛋白、RNA干擾),也有與疾病的連結(核纖層蛋白與早衰、著色性乾皮症、細菌的抗生素抗藥性,以及表觀基因體與Rett症候群)。
第21章:細胞生物學的分子生物學技術
專門談方法的一章,Key Technique 是DNA選殖,Human Connections 是遺傳身分鑑定中的短串聯重複序列。
第22–23章:訊號傳遞機制I:神經元中的電訊號與突觸訊號;訊號傳遞機制II:傳訊者與受體
訊號傳遞分成兩章:先談神經元(膜片箝制;肉毒桿菌毒素在美容上的使用),再談傳訊者與受體(鈣指示劑與離子載體;一氧化氮訊號與血管收縮)。
第24–26章:細胞週期與有絲分裂;有性生殖、減數分裂與遺傳重組;癌細胞
全書以細胞週期(以FACS分析測量細胞;紫杉醇與癌症治療)、減數分裂(用孟德爾定律預測人類疾病;唐氏症與不分離)和癌細胞(抗癌的理性藥物設計;乳癌診斷中的分子探查)收尾。
核心概念
第1–11章:化學、能量與膜
- 巨分子:第3章談的蛋白質、核酸及其他聚合物。
- 生物能量學與酶:能量流動(第5章),以及酶,包括以酶活性分析得出Km與Vmax(第6章)。
- 化學營養與光營養的能量代謝:糖解與發酵、有氧呼吸與光合作用(第9–11章)。
第12–21章:結構、運動與資訊
- 內膜系統:第12章的胞器網絡。
- 細胞骨架系統:第13章的主題,運動性與收縮性見第14章。
- 基因表現:遺傳密碼、轉錄、蛋白質合成與分選,以及調控(第18–20章)。
第22–26章:訊號、分裂與癌症
- 訊號傳遞:神經元中的電訊號與突觸訊號,以及傳訊者與受體(第22–23章)。
- 減數分裂與遺傳重組:第25章。
- 癌細胞:最後一章。
評析
優點
- 結構中融入的生物化學。 出版社特別強調生物化學內容紮實,目錄也印證了這一點:細胞的化學、巨分子、生物能量學與酶占了第2–6章,能量代謝單獨占三章(第9–11章),而Karp的教材中這部分是兩章(第5–6章),外加第3章中的一節代謝內容。
- 一致的專欄模式。 每一章都有 Key Techniques,26章中有24章有 Human Connections,因此方法與臨床連結始終離正文不遠。出版社還說第10版附有促使學生解讀與分析數據的題目。
- 方法在兩處講述。 第21章是專門的分子生物學技術章,附錄「Visualizing Cells and Molecules」談影像,讀者可以在這裡查閱專欄中用到的方法。
局限
- 沒有免疫或發育章。 目錄中沒有免疫反應章(Karp的書有),除黏附章外也沒有關於發育與組織的章。需要講這些內容的課程要另找資料。
- 一學期偏長。 一冊書中有26章加一個附錄,一學期的課程必須選擇章節;目錄並未標明哪些章節是可選的。
- 開頭偏重化學。 前六章集中於化學、巨分子、生物能量學與酶,到第7章才展開膜。出版社強調的紮實生物化學內容適合對化學駕輕就熟的學生,想更快進入細胞組織與資訊流的讀者則需要快速讀完這一開頭部分。
在課程中的定位
Becker's World of the Cell 是二年級細胞生物學課程的主教材。本課程書單中最接近的替代選擇是Karp的 Cell and Molecular Biology,它共18章,把細胞分裂、癌症與免疫放在獨立章節中,並圍繞發現背後的實驗來組織特色專欄。Becker共26章,給能量代謝與酶更多篇幅,並把方法內容放在書中段的一章和每章的專欄裡。
Essential Cell Biology 是為入門課程而寫、起點更平緩的選擇;Molecular Biology of the Cell 是想了解中等篇幅教材之外更多細節時可參考的更全面的著作;Pollard的 Cell Biology 由透過分子結構與物理機制解釋細胞過程的研究者撰寫;The Cell: A Very Short Introduction 是可以先讀的簡短、非技術性概覽。
如何使用本書
本書適合已有入門生物學與普通化學基礎的生物學、生物化學等科系的二年級大學部學生。化學基礎生疏的讀者應預計在第2、3、5、6章上花時間,因為後面的代謝與分子各章建立在它們之上。
一個實用的讀法是依序讀到第11章,把它當作生物化學基礎,然後把第12–15章作為關於胞器、細胞骨架與細胞外環境的一組來讀。第16–21章是資訊板塊,自然地與分子生物學或遺傳學課程搭配,第21章可作方法參考。第22–26章可以依課程大綱的需要依序閱讀。
準備實驗課或閱讀研究論文時可讀 Key Techniques 專欄,用 Human Connections 專欄把一章內容與其醫學意義連結起來。每章之後不妨做一做數據解讀題,因為出版社把它們作為本版的新重點。
