國外優(yōu)秀細(xì)胞生物學(xué)教材的比較研究和思考

1、國外優(yōu)秀細(xì)胞生物學(xué)教材的比較研究和思考劉江東 丁明孝（武漢大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院） （ 北京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 ）摘要： 本文比較分析了國外廣泛使用的五部優(yōu)秀細(xì)胞生物學(xué)教材的知識體系、內(nèi)容特色，從而為國內(nèi)細(xì)胞生物學(xué)教材的選用、細(xì)胞學(xué)教材的編寫、立體化教材建設(shè)提供了參考和借鑒依據(jù)。關(guān)鍵詞：國外教材；細(xì)胞學(xué)教材；比較一、 引言 細(xì)胞生物學(xué)是生命科學(xué)中的重要基礎(chǔ)學(xué)科，同時也是發(fā)展最快的領(lǐng)域之一。作為生命科學(xué)及其相關(guān)專業(yè)的主干課程之一，細(xì)胞生物學(xué)的教學(xué)質(zhì)量對于學(xué)生整體專業(yè)知識結(jié)構(gòu)的構(gòu)建以及其他相關(guān)課程的學(xué)習(xí)都起著至關(guān)重要的影響作用。選擇合適的細(xì)胞生物學(xué)教材是開展教學(xué)工作和提高教學(xué)質(zhì)量的重要基礎(chǔ)。目前國內(nèi)已經(jīng)先

2、后出版多部細(xì)胞生物學(xué)教材，在使用中收到良好的教學(xué)效果。在充分運用好中文教材的同時，優(yōu)秀的國外教材可以作為重要的參考資源，特別是隨著細(xì)胞生物學(xué)英文授課和雙語教學(xué)的廣泛開展，如何選擇和使用好原版教材，跟蹤本學(xué)科的發(fā)展前沿，使教學(xué)內(nèi)容和水平與國際接軌，提高細(xì)胞學(xué)教學(xué)質(zhì)量，促進(jìn)學(xué)生能力和綜合素質(zhì)的全面提高已成為高等教育生命科學(xué)教學(xué)中的當(dāng)務(wù)之急。同現(xiàn)有國內(nèi)教材相比，國外教材在編寫思路、理論水平、更新速度、出版形式等方面都存在可取之處，顯示出與生命科學(xué)研究相適應(yīng)的強(qiáng)大的生命力和廣闊的發(fā)展前景。本研究中我們分析比較了國外高校較廣采用的四部細(xì)胞學(xué)教材和一部習(xí)題集，分別是細(xì)胞和分子生物學(xué)（概念和實驗）（第六版）

3、Cell and Molecular Biology (Concepts and Experiments)(6th edition)（Gerald Karp，2010，Wiley）、 分子細(xì)胞生物學(xué)（第六版）Molecular Cell Biology (6th edition)(Harvey Lodish et al.2008，F(xiàn)reeman)、基礎(chǔ)細(xì)胞生物學(xué)（第三版）Essential Cell Biology(3rd edition) ( Bruce Albert et al.2009,Garland Science)、細(xì)胞的分子生物學(xué)（第五版）Molecular Biology of

4、The Cell (5th edition)(Bruce Albert et al.2008,Garland Science)、細(xì)胞的分子生物學(xué)習(xí)題集（第五版） Molecular Biology of The Cell, Problem Book，(5th edition)( John Wilson et al.2008,Garland Science)。希望通過對這些優(yōu)秀教材的研究，認(rèn)識其編寫思路和先進(jìn)理念、了解國外高校的教學(xué)內(nèi)容，學(xué)習(xí)國外先進(jìn)的教學(xué)方法，為進(jìn)一步促進(jìn)教學(xué)以及教材建設(shè)提供參考和借鑒。二、 國外教材內(nèi)容比較 教材名稱項目細(xì)胞和分子生物學(xué)（概念和實驗）（第六版）分子細(xì)胞生物學(xué)

5、（第六版）基礎(chǔ)細(xì)胞生物學(xué) （第三版）細(xì)胞的分子生物學(xué) （第五版）第1章細(xì)胞與分子生物學(xué)學(xué)習(xí)指導(dǎo)生命源于細(xì)胞 細(xì)胞概述 細(xì)胞和基因組 第2章生命的化學(xué)本質(zhì)化學(xué)基礎(chǔ) 細(xì)胞的化學(xué)成分 細(xì)胞化學(xué)和生物合成 第3章生物能量學(xué)、酶與代謝 蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能 能量、催化作用和生物合成 蛋白質(zhì)第4章質(zhì)膜的結(jié)構(gòu)和功能基本的分子遺傳機(jī)制 蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能 DNA，染色體和基因組 第5章有氧呼吸與線粒體 分子遺傳學(xué)技術(shù) DNA和染色體DNA的復(fù)制，修復(fù)和重組第6章光合作用基因、基因組學(xué)和染色體DNA的復(fù)制，修復(fù)和重組細(xì)胞如何閱讀基因組：從DNA到蛋白質(zhì)第7章細(xì)胞與環(huán)境的相互作用基因表達(dá)的轉(zhuǎn)錄調(diào)控從DNA到蛋白質(zhì)：細(xì)

6、胞如何閱讀基因組基因表達(dá)調(diào)控第8章內(nèi)膜系統(tǒng)：結(jié)構(gòu)、功能與膜運輸 轉(zhuǎn)錄后的基因調(diào)控 基因表達(dá)調(diào)控操作蛋白質(zhì)，DNA和RNA第9章細(xì)胞骨架與細(xì)胞運動 觀察、分離與培養(yǎng)細(xì)胞基因和基因組是如何進(jìn)化的細(xì)胞觀察第10章基因與基因組的本質(zhì) 生物膜結(jié)構(gòu)基因和基因組分析膜結(jié)構(gòu)第11章基因表達(dá)：從轉(zhuǎn)錄到翻譯 離子及小分子的跨膜運輸膜結(jié)構(gòu)小分子的膜運輸和膜的電屬性第12章細(xì)胞核與基因表達(dá)調(diào)控 細(xì)胞能量學(xué)膜運輸細(xì)胞內(nèi)區(qū)室和蛋白質(zhì)分選第13章DNA復(fù)制與修復(fù) 膜與細(xì)胞器的蛋白質(zhì)移動細(xì)胞如何從食物中獲得能量細(xì)胞內(nèi)的膜泡運輸?shù)?4章細(xì)胞增殖 膜泡運輸、分泌與內(nèi)吞線粒體和葉綠體中的能量產(chǎn)生能量轉(zhuǎn)化：線粒體與葉綠體第15章細(xì)胞

7、信號與信號轉(zhuǎn)導(dǎo)：細(xì)胞間通訊 細(xì)胞信號I：信號轉(zhuǎn)導(dǎo)與細(xì)胞短期應(yīng)答 細(xì)胞內(nèi)的區(qū)室及轉(zhuǎn)運細(xì)胞通訊機(jī)制第16章癌癥細(xì)胞信號II：控制基因活性的信號通路 細(xì)胞通訊細(xì)胞骨架第17章免疫應(yīng)答細(xì)胞組織與運動I：微絲 細(xì)胞骨架細(xì)胞周期第18章細(xì)胞和分子生物學(xué)技術(shù)細(xì)胞組織與運動II：微管與中間纖維 細(xì)胞分裂周期細(xì)胞凋亡第19章細(xì)胞整合為組織 性別和遺傳學(xué)細(xì)胞連接、細(xì)胞黏著和細(xì)胞外基質(zhì)第20章真核細(xì)胞周期的調(diào)控 細(xì)胞群體：組織、干細(xì)胞和癌癥癌癥第21章細(xì)胞的生長、傳代與死亡 有性生殖：減數(shù)分裂，生殖細(xì)胞和受精第22章發(fā)育的分子細(xì)胞生物學(xué)多細(xì)胞生物的發(fā)育第23章神經(jīng)細(xì)胞特異組織，干細(xì)胞和組織再生第24章免疫學(xué)病原體，

8、感染和先天性免疫第25章癌癥獲得性免疫系統(tǒng)1958年后細(xì)胞和分子領(lǐng)域諾貝爾獎每章附有基本概念、章后問題附錄詞匯表、索引、參考文獻(xiàn)詞匯表、索引問題解答、詞匯表、索引詞匯表、索引數(shù)碼資源網(wǎng)站CD、網(wǎng)站CDCD總頁數(shù)76511507301268 三、 國外教材特色 1、細(xì)胞和分子生物學(xué) （概念和實驗）（第六版） Cell and Molecular Biology (Concepts and Experiments)(6th edition)（Gerald Karp，2010，Wiley）該教材由美國生物學(xué)家Gerald Karp編寫，他曾經(jīng)從事早期發(fā)育的細(xì)胞和分子生物學(xué)研究，并在佛羅里達(dá)大學(xué)講授分

9、子、細(xì)胞和發(fā)育生物學(xué)達(dá)13年，這期間他撰寫了第一版的細(xì)胞和分子生物學(xué)教材。當(dāng)他認(rèn)識到無法兼顧全職科研和寫作后，于是放棄研究而專心著作。他承諾自己的教材每三年更新一次。因此細(xì)胞和分子生物學(xué) （概念和實驗）的首要特色即是緊跟學(xué)科的進(jìn)展，及時引進(jìn)細(xì)胞生物學(xué)各領(lǐng)域的較新發(fā)現(xiàn)和理論，同第五版相比，第六版的討論部分都作了相應(yīng)的修改；其次，正如書名中描述的那樣，該教材強(qiáng)調(diào)概念和實驗的聯(lián)系(Concepts and Experiments)。該教材面向大學(xué)本科二年級以及醫(yī)學(xué)預(yù)科生讀者，文中的概念和理論深度適中、內(nèi)容緊湊，而教材更注重通過實驗來解釋和鞏固相關(guān)概念，在加深知識的理解的基礎(chǔ)上尤其培養(yǎng)學(xué)生開展研究、獲

10、得知識的方法和技能；第三、該教材細(xì)胞和分子生物學(xué)特色突出，明顯體現(xiàn)了當(dāng)今細(xì)胞生物學(xué)的發(fā)展趨勢；第四、同以往版本相比，本版教材在形式上發(fā)生一定的變化，新增加了60多幅照片，通過使用大量的顯微照片，并將顯微照片和模式圖進(jìn)行對比的方式幫助讀者理解和建立細(xì)胞結(jié)構(gòu)模式；此外，該教材設(shè)置了多項內(nèi)容幫助讀者學(xué)習(xí)，如每章都安排了思考題，為教師和學(xué)生提供內(nèi)容豐富的網(wǎng)絡(luò)資源。學(xué)生網(wǎng)站包括元素周期表、生物新發(fā)現(xiàn)、小測驗、分析問題答案、實驗方案、附讀資料、臨床病例學(xué)習(xí)、詞匯表等內(nèi)容，而教師網(wǎng)站則包括教材照片、表格、PPT、教師指南、生物學(xué)新發(fā)現(xiàn)、細(xì)胞分子和微生物照片資料館、問題、題庫、分析問題答案、詞匯索引等。該教材

11、是廣受歡迎的一本細(xì)胞生物學(xué)教科書，我國學(xué)者曾經(jīng)組織翻譯過第三版。2、分子細(xì)胞生物學(xué)（第六版）MOLECULAR CELL BIOLOGY (6th edition)(Harvey Lodish et al. 2008，F(xiàn)reeman)教材由麻省理工大學(xué)、康奈爾大學(xué)、馬薩諸塞州技術(shù)學(xué)院的Harvey Lodish、Arnold Berk、Chris A. Kaiser等八位專家組成的團(tuán)隊編寫，書稿完成交由來自世界各地的100多位細(xì)胞生物學(xué)教授的審閱和磋商，故教材體現(xiàn)出極新的內(nèi)容和很高的理論水平。該教材內(nèi)容豐富全面，全書共分四個部分：I化學(xué)和分子基礎(chǔ)（13章）、II遺傳學(xué)和分子生物學(xué)（48章）、I

12、II細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能（919章）、IV細(xì)胞生長和發(fā)育（2025章），基本涵蓋了生物化學(xué)基礎(chǔ)、分子生物學(xué)和細(xì)胞生物學(xué)，以及神經(jīng)生物學(xué)、免疫學(xué)、發(fā)育生物學(xué)等范疇，可以為讀者提供系統(tǒng)的專業(yè)理論知識；本書亦強(qiáng)調(diào)實驗的重要性，書中重要的實驗結(jié)果如一些經(jīng)典實驗和獲得諾貝爾獎的實驗，都用原始的照片加以顯示；本書注意補(bǔ)充生物學(xué)研究中的新發(fā)現(xiàn)和新技術(shù)，如蛋白組學(xué)（三章）、RNAi的擴(kuò)展（五、八章）、染色體結(jié)構(gòu)和凝集（六章）、染色體重塑以及腫瘤的發(fā)展（七章、二十五章）、染色體的進(jìn)化和線粒體（六章）、低溫電鏡電子斷層成像（九章）、腫瘤干細(xì)胞（二十五章）。同第五版相比該版增加了三個章節(jié)：“發(fā)育分子細(xì)胞生物學(xué)”（十二章）

13、、“神經(jīng)細(xì)胞（二十三章）和免疫學(xué)（二十四章）；本教材注重突出細(xì)胞生物學(xué)和醫(yī)學(xué)的相關(guān)性，介紹了多種治療癌癥以及其他重大的人類嚴(yán)重疾病的細(xì)胞和分子生物學(xué)領(lǐng)域的諸多進(jìn)展。同樣的該書也提供多種數(shù)碼資源來幫助學(xué)習(xí)，通過豐富的動畫、視頻（超過125個）和播客（25個）展示細(xì)胞生命過程、研究方法技術(shù)等。該書每章均設(shè)“概念一覽”和參考文獻(xiàn)，但未見習(xí)題。3、基礎(chǔ)細(xì)胞生物學(xué)（第三版）Essential Cell Biology(3rd edition) ( Bruce Albert et al.2009，Garland Science) 該書是細(xì)胞的分子生物學(xué)（第五版）Molecular Biology of T

14、he Cell (5th edition)(Bruce Albert et al.2008，Garland Science)的簡版，其定位即“為一般人提供與生物醫(yī)學(xué)及影響我們?nèi)粘Ｉ畹募?xì)胞生物學(xué)的基礎(chǔ)知識”，故該教材的內(nèi)容相對較淺。本書的一個重要特征是在每章的末尾設(shè)置了很多問題，而在書本最后給出了參考答案。這些問題不僅可以激發(fā)讀者去思考讀過的內(nèi)容，而且還能考察理解的程度；其中有許多涉及將細(xì)胞生物學(xué)知識整合到廣泛的生物學(xué)框架下的能力，有些問題甚至不止一個答案。同樣該書在概念原理上也作了相應(yīng)的更新，相比上一版補(bǔ)充了染色體結(jié)構(gòu)、表觀遺傳學(xué)、microRNA、RNAi、蛋白質(zhì)質(zhì)量控制、細(xì)胞識別、遺傳多

15、樣性、干細(xì)胞及其潛在的醫(yī)學(xué)價值、合理的癌癥治療、基因組演化及許多其他課題的新知識。教材插圖質(zhì)量高，形式活潑，引人入勝；附送的CD包含了超過130個影片、動畫、分子結(jié)構(gòu)和高分辨率顯微照片。4、細(xì)胞的分子生物學(xué)（第五版）Molecular Biology of The Cell (5th edition)(Bruce Albert et al.2008，Garland Science) 本書是一本面向生物及醫(yī)學(xué)專業(yè)的高年級本科生及研究生的教科書，內(nèi)容十分豐富，其宗旨即“將大量信息呈現(xiàn)給讀者以建立概念性的框架”。全書分為五個部分：第I部分前言（13章）；第II部分基本遺傳機(jī)制（47章）；第III部分

16、方法（89章）；第IV部分細(xì)胞內(nèi)部組織（1018章）；第V部分細(xì)胞社會（1925章）。由于篇幅的緣故，該書嘗試將第1章到第20章的核心課程內(nèi)容采用傳統(tǒng)印刷的形式，而第21章到第25章的內(nèi)容（多細(xì)胞系統(tǒng)）以電子版（PDF）形式刻錄在光盤中一同發(fā)行。同樣該教材也注重了學(xué)科知識的更新，包括表觀遺傳學(xué)、組蛋白修飾、小RNAs、比較基因組學(xué)、遺傳噪音、細(xì)胞骨架動力學(xué)、細(xì)胞循環(huán)調(diào)控、細(xì)胞凋亡、干細(xì)胞和新的癌癥治療方法等。在教材每章內(nèi)容的末尾也增加了習(xí)題，幫助讀者的學(xué)習(xí)和理解；教材附送的光盤中包含數(shù)以百計的電影和動畫、所有圖片和表格可直接用于PPT制作。5、細(xì)胞的分子生物學(xué)習(xí)題集（第五版） Molecula

17、r Biology of The Cell, Problem Book，(5th edition)( John Wilson et al.2008，Garland Science)該書包含細(xì)胞的分子生物學(xué)（第五版）Molecular Biology of The Cell (5th edition)(Bruce Albert et al.2008，Garland Science)中問題的全部解答，同時也包含了另外1700個習(xí)題及答案。各種練習(xí)的題型包括： “下定義” （Definations）將名詞解釋和相應(yīng)的概念相互配對的測試，來幫助讀者記憶和理解專業(yè)詞匯；“對與錯” （True/False

18、）對一組簡單陳述讀者需要判斷和證明它們的真實性，來加深概念、原理的理解；“思考題”(Thought Problems)這些題目較有挑戰(zhàn)性，有些饒有趣味，有些則是嚴(yán)肅的理論問題，但是都需要讀者去認(rèn)真地思考；“計算題”(Calculations)設(shè)計用來解決有關(guān)細(xì)胞生物學(xué)的定量問題；“數(shù)據(jù)處理”(Data Handling) 一些研究性問題，通過編排基于實驗的問題能夠讓讀者對于生物學(xué)知識的獲得方式有更好的理解。四、 思考與啟示21世紀(jì)，作為生命科學(xué)的核心領(lǐng)域的細(xì)胞生物學(xué)獲得空前發(fā)展。如何建立緊跟和適應(yīng)學(xué)科發(fā)展潮流，內(nèi)容豐富、形式新穎、啟發(fā)學(xué)生思考和建立研究能力的細(xì)胞生物學(xué)教材，是當(dāng)今教材建設(shè)的重要方向和任務(wù)。通過對五本國外流行的五本細(xì)胞生物學(xué)教材的比較分析，我們認(rèn)為具有如下幾個特點：（1）教材的設(shè)計必須