演習で学ぶ生命科学
物理・化学・数理からみる生命科学入門
- 2016年02月29日発行
- B5判
- 205ページ
- 付録：章末問題と解答，Supplemental Data
- ISBN 978-4-7581-2067-8
- 3,520円（本体3,200円＋税）
- 在庫：なし
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理工系に馴染み深い演習形式を使って生命の面白さを解説！計算など、手を動かして原理原則から生命を捉える画期的入門書。理工系学部の教養テキストに最適。将来の生命科学を担う学生・研究者にも、大学院試対策にもオススメ
目次
本書の使い方
1章 物理・化学・数理的な生命のみかた
1 生命理解へのアプローチ
2 生物の多様性と一様性
3 生物共通の性質
4 生命を構成する物質
5 細胞の意義
6 自由エネルギーの獲得と散逸
7 自己複製
8 環境への応答と恒常性
9 生物の進化と系統
10 物質，駆動力，制御系からなる自己増殖系
2章 生体分子 —細胞をつくりあげる物質群
1 細胞を構成する有機化合物
2 タンパク質
3 脂質
4 糖
5 核酸
演習
- 2-1 情報伝達物質と受容体の結合定数
宿題1 タンパク質の構造表示①：プリオンの構造をウェブ上で観察する
宿題2 タンパク質の構造表示②：プリオンの構造を立体構造ビューアで観察する
3章 細胞の構造と増殖
1 細胞の構造と細胞小器官
2 細胞の分裂と増殖
3 細胞内シグナル伝達
4 細胞内輸送
演習
- 3-1 生命の階層性
- 3-2 細胞内の混み合い
- 3-3 細胞内における生体分子の拡散と輸送
宿題3 細胞周期のシミュレーション
4章 生命活動の駆動力 —代謝と自由エネルギー
1 生命活動と自由エネルギー
2 自由エネルギーの保持物質としてのATPとNAD(P)H
3 基本的な代謝系
4 酵素
5 酵素活性の調節
演習
- 4-1 酵素反応のキネティクス
- 4-2 「光のエネルギーの計算」基礎
- 4-3 一定の基質供給がある酵素反応
宿題4 酵素反応のシミュレーション
5章 遺伝情報
1 情報分子としての核酸
2 遺伝子とDNA
3 DNAの複製
4 RNAへの転写
5 真核生物のmRNAプロセシング
6 リボソームはタンパク質合成の場
演習
- 5-1 細胞分裂とテロメア
- 5-2 遺伝子発現量の測定
- 5-3 塩基配列の情報量
- 5-4 遺伝子頻度
宿題5 遺伝情報データベースの利用
宿題6 DNAの構造と転写因子の結合
宿題7 調べてみよう①：エピジェネティクス
6章 システムとしての生命の特性
1 フィードバック回路の重要性
2 代謝経路と遺伝子発現制御におけるネットワーク
3 ホメオスタシス
■ 各演習のねらい
演習
- 6-1 転写制御のモデル
- 6-2 転写のフィードバック制御
- 6-3 ネットワークモチーフ
- 6-4 転写制御のベイズ推定
- 6-5 合成オペロンの進化
宿題8 調べてみよう②：負のフィードバック回路
7章 生命のダイナミクスとパターン形成
1 正のフィードバック回路
2 要素の空間内移動を伴うシステム
3 反応拡散系
4 高次の形態パターンの形成
■ 各演習のねらい
演習
- 7-1 孔辺細胞と浸透圧
- 7-2 神経のシグナル伝達原理
- 7-3 オーキシンの極性輸送と形態形成
- 7-4 Notch-Delta 系による側方抑制
- 7-5 胚のパターン形成
宿題9 調べてみよう③：パターン形成がみられる生命現象
8章 マクロスケールのダイナミクス
1 生物と環境：生物間相互作用と生物群集
2 生態系の構造と動態
3 進化と系統
宿題10 調べてみよう④：生態効率10%の理由
宿題11 配列アラインメントと系統樹の作成
宿題12 最適成長スケジュール
9章 生命科学の新しい潮流 —大規模計測・システム・計算科学
1 生命科学と大規模計測
2 生命のシステム科学的理解
3 生命システムと計算科学
4 生物にヒントを得た計算手法
5 物理・化学・数理に根ざした生命の動的な理解に向けて
宿題13 誕生，絶滅のようなシミュレーション
宿題14 ニューラルネットワークのシミュレーション
付録
付録A 発展問題 ―多面的な生命理解につながる9 題
付録B 微分方程式の数値計算 ―ルンゲ - クッタ法
付録C 関連図書・参考文献
『6章 システムとしての生命の特性』より抜粋
−後略−
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- 【本書名】演習で学ぶ生命科学〜物理・化学・数理からみる生命科学入門
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