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

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 細胞内輸送

演習

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

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

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

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

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5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