1 物質と生命 2 |
1.1 化学:中心の科学 3 |
1.2 物質の三態 5 |
1.3 物質の分類 6 |
1.4 化学反応の例 7 |
Application:化学物質,その毒性とリスク 8 |
1.5 化学の元素と表記 9 |
1.6 元素と周期表 11 |
Application:水銀と水銀毒 13 |
要約:章の目標と復習 14 |
KEYWORDS 14 |
基本概念を理解するために 15 |
補充問題 15 |
2 化学の計量 18 |
2.1 物理量 19 |
2.2 質量の測定 21 |
2.3 長さと体積の測定 22 |
2.4 計量と有効数字 23 |
Application:薬剤師の単位 25 |
2.5 科学的記数法 25 |
Application:10の累乗 27 |
2.6 概数 28 |
2.7 問題の解法:計量単位の変換 30 |
2.8 問題の解法:解答の評価 31 |
Application:肥満:やっかいな問題 34 |
2.9 温度の測定 34 |
2.10 エネルギーと熱の単位 36 |
2.11 密度 37 |
Application:体脂肪測定 39 |
2.12 比重 40 |
要約:章の目標と復習 41 |
KEYWORDS 41 |
基本概念を理解するために 42 |
補充問題 43 |
3 原子と周期表 46 |
3.1 原子説 47 |
3.2 元素と原子番号 50 |
3.3 同位体と原子量 51 |
Application:原子は実在するか? 53 |
3.4 周期表 54 |
3.5 族の特質 56 |
Application:元素の起源 58 |
3.6 原子の電子構造 59 |
3.7 電子配置 61 |
3.8 電子配置と周期表 65 |
Application:原子と光 66 |
Connection:美術の修復家 68 |
要約:章の目標と復習 71 |
KEYWORDS 71 |
基本概念を理解するために 72 |
補充問題 73 |
4 イオン化合物 74 |
4.1 イオン 77 |
4.2 周期的性質とイオン形成 79 |
4.3 イオン結合 81 |
4.4 イオン化合物の性質 82 |
4.5 イオンとオクテット則 82 |
Appiication:鉱物(ミネラル)と宝石 84 |
4.6 電子点式表記 85 |
4.7 一般的な元素のイオン 86 |
4.8 イオンの命名 88 |
Application:塩 89 |
4.9 多原子イオン 90 |
4.10 イオン化合物の化学式 91 |
Application:生物学的に重要なイオン 92 |
4.11 イオン化合物の命名 94 |
4.12 H+およびOH-イオン:酸塩基概論 96 |
Application:骨粗鬆症 98 |
Connection:理学療法士 99 |
要約:章の目標と復習 101 |
KEYWORDS 101 |
基本概念を理解するために 102 |
補充問題 103 |
5 分子化合物 106 |
5.1 共有結合 107 |
5.2 共有結合と周期表 110 |
5.3 多重共有結合 113 |
5.4 配位共有結合 115 |
Application:一酸化炭素:驚くべき分子 116 |
5.5 分子式とルイス構造 117 |
5.6 ルイス構造の描き方 117 |
5.7 分子の形 122 |
Application:巨大分子 127 |
5.8 極性共有結合と電気陰性度 128 |
5.9 極性分子 130 |
5.10 二元分子化合物の命名法 132 |
Appiication:ダマセノン,そのほかの名前で甘く感じるだろうか? 134 |
5.1 分子化合物の性質 134 |
要約:章の目標と復習 135 |
KEYWORDS 135 |
基本概念を理解するために 136 |
補充問題 137 |
6 化学反応:分類と質量の関係 142 |
6.1 化学反応式 143 |
6.2 化学反応式を釣り合わせる 145 |
6.3 アボガドロ定数とモル 148 |
Application:ベン・フランクリンはアボガトロ定数のおよその値を求めることができたのだろうか? 152 |
6.4 グラムとモルの変換 153 |
6.5 モルの関係と化学反応式 155 |
6.6 質量の関係と化学反応式 156 |
6.7 収率 158 |
6.8 化学反応の分類 161 |
6.9 沈殿反応と溶解度の指針 162 |
Appiication:通風と腎臓結石:可溶性の問題 163 |
6.10 酸,塩基,中和反応 164 |
6.11 酸化還元反応 165 |
Application:電池 170 |
6.12 酸化還元反応の識別 171 |
Application:写真:一連の酸化還元反応 173 |
6.13 真イオン反応式 174 |
要約:章の目標と復習 176 |
KEYWORDS 176 |
基本概念を理解するために 177 |
補充問題 178 |
7 化学反応:エネルギー,速度および平衡 184 |
7.1 エネルギーと化学結合 185 |
7.4 化学反応における熱の変化 186 |
7.3 発熱および吸熱反応 187 |
Application:食品からのエネルギー 190 |
7.4 化学反応がおきるのはなぜか?自由エネルギー 191 |
7.5 化学反応はどのようにおきるか?反応速度 195 |
7.6 反応速度におよぼす温度,濃度,触媒の影響 197 |
Application:体温の調節 200 |
7.7 可逆反応と化学平衡 200 |
7.8 平衡式と平衡定数 202 |
7.9 ルシャトリエの法則:平衡におよぼす条件変化の影響 205 |
Application:窒素固定 209 |
要約:章の目標と復習 210 |
KEYWODRS 210 |
基本概念を理解するために 211 |
補充問題 212 |
8 気体,液体,固体 216 |
8.1 物質の状態とその変化 217 |
8.2 気体と気体分子運動論 220 |
8.3 圧力 221 |
8.4 ボイルの法則:体積と圧力の関係 224 |
Application:血圧 225 |
8.5 シャルルの法則:体積と温度の関係 227 |
8.6 ゲイ-リュサックの法則:圧力と温度の関係 229 |
8.7 ボイル-シャルルの法則 230 |
8.8 アボガドロの法則:体積と物質量の関係 231 |
8.9 理想気体の法則 232 |
8.10 分圧とドルトンの法則 234 |
Application:温室効果ガスと地球温暖化 236 |
8.11 分子間相互作用 237 |
8.12 液体 242 |
8.13 水:独特な液体 243 |
8.14 固体 244 |
8.15 状態変化 246 |
Application:人工関節のためのバイオマテリアル 247 |
Appiication:環境に優しい溶媒としてのCO2 248 |
Connection:呼吸療法士 248 |
要約:章の目標と復習 251 |
KEYWORDS 251 |
基本概念を理解するために 252 |
補充問題 253 |
9 溶液 258 |
9.1 混合物と溶液 259 |
9.2 溶解の過程 261 |
9.3 固体水和物 263 |
9.4 溶解度 264 |
9.5 溶解度に対する温度の効果 265 |
9.6 溶解度に対する圧力の効果:ヘンリーの法則 266 |
9.7 濃度の単位 269 |
Application:呼吸と酸素輸送 270 |
9.8 希釈 277 |
9.9 溶液中のイオン:電解質 280 |
9.10 体液中の電解質:当量とミリ当量 281 |
9.11 溶液の性質 283 |
Application:電解質,水分補給,スポーツドリンク 284 |
9.12 浸透と浸透圧 287 |
9.13 透析 289 |
Application:時限放出型薬剤 290 |
要約:章の目標と復習 201 |
KEYWORDS 291 |
基本概念を理解するために 292 |
補充問題 293 |
10 酸と塩墓 298 |
10.1 水溶液中の酸と塩基 299 |
10.2 代表的な酸と塩基 300 |
10.3 酸と塩基のBronsted-Lowryの定義 301 |
10.4 酸および塩基としての水 305 |
10.5 代表的な酸-塩基反応 305 |
Application:潰瘍と制酸薬 307 |
10.6 酸と塩基の強さ 308 |
10.7 酸解離定数 311 |
10.8 水の解離 312 |
10.9 水溶液中の酸性度の測定:pH 313 |
10.10 pHを使った作業 315 |
10.11 実験室での酸性度の決定 317 |
Application:体液のpH 318 |
10.12 緩衝液 318 |
10.13 体内での緩衝液 321 |
Application:体の中の緩衝液:アシドーシスとアルカローシス 323 |
10.14 酸と塩基の当量 324 |
10.15 滴定 326 |
Application:酸性雨 328 |
10.16 塩溶液の酸'性度と塩基性度 328 |
要約:章の目標と復習 330 |
KEYWORDS 330 |
基本概念を理解するために 332 |
補充問題 333 |
11 核化学 336 |
11.1 核反応 337 |
11.2 放射能の発見とその性質 338 |
11.3 安定同位体と放射性同位体 339 |
11.4 核崩壊 340 |
11.5 放射性核種の半減期 345 |
App1ication:放射能の医学利用 346 |
11.6 放射性崩壊系列 348 |
11.7 電離放射線 349 |
11.8 放射線の検出 351 |
11.9 放射線量の単位 352 |
Application:食品への放射線照射 353 |
11.10 人工核変換 355 |
11.11 核分裂と核融合 356 |
Application:画像診断 357 |
Application:放射線炭素を用いた古代遺物の年代測定 358 |
Connection:核医学技師 358 |
要約:章の目標と復習 361 |
KEYWORDS 361 |
基本概念を理解するために 362 |
補充問題 363 |
補遺 |
A. 科学的記数法 A-1 |
B. 換算表 A-5 |
C. Henderson-Hasselbalch式とアミノ酸 A-6 |
用語解説 A-8 |
問題の解答 A-18 |
索引 A-29 |
12 アルカン:有機化学のはじめの一歩 366 |
12.1 有機分子の性質 367 |
12.2 有機分子の族:官能基 370 |
12.3 有機分子の構造:アルカンと異性体 374 |
12.4 有機構造の描き方 377 |
Application:天然と合成 378 |
12.5 有機分子の形 379 |
12.6 アルカンの命名法 381 |
Application:分子の形を表示する 383 |
12.7 アルカンの性質 388 |
12.8 アルカンの反応 389 |
12.9 シクロアルカン 390 |
Application:石油 391 |
12.10 シクロアルカンの描き方と命名法 392 |
要約:章の目標と復習 394 |
KEYWORDS 394 |
反応の要約 395 |
基本概念を理解するために 395 |
補充問題 396 |
13 アルケン,アルキン,および芳香族化合物 400 |
13.1 アルケンとアルキン 402 |
13.2 アルケンとアルキンの命名法 402 |
13.3 アルケンの構造:シスートランス異性 406 |
Application:視覚の化学 409 |
13.4 アルケンとアルキンの性質 410 |
13.5 有機反応の種類 410 |
13.6 アルケンとアルキンの反応 412 |
13.7 アルケンの付加反応はどのようにおきるか 419 |
13.8 アルケンポリマ- 420 |
13.8' Die1s-Alder反応:共役ジエンの反応(訳者補遺) 423 |
13.9 芳香族化合物とベンゼンの構造 423 |
Application:ポリマーの応用-貨幣 424 |
Application:多環式芳香族化合物と発がん 426 |
13.10 芳香族化合物の命名法 427 |
13.11 芳香族化合物の反応 433 |
Application:色が見える理由 431 |
要約:章の目標と復習 432 |
KEYWORDS 432 |
反応の要約 433 |
基本概念を理解するために 434 |
補充問題 435 |
14 酸素,硫黄あるいはハロゲン含有化合物 440 |
14.1 アルコール,フェノールおよびエーテル 441 |
14.2 一般的なアルコール 443 |
14.3 アルコールの命名 444 |
14.4 アルコールの性質 447 |
14.5 アルコールの反応 448 |
Application:薬として毒としてのエタノール 453 |
14.6 フェノール 454 |
14.7 アルコールとフェノールの酸性度 455 |
Application:抗酸化剤としてのフェノール 456 |
14.8 エーテル 457 |
14.9 チオールとジスルフィド 459 |
Application:吸入麻酔剤 460 |
14.10 含ハロゲン化合物 462 |
Application:クロロフルオロ炭素とオゾンホール 463 |
Connection:資源保護官 464 |
要約:章の目標と復習 466 |
KEYWORDS 466 |
反応の要約 466 |
基本概念を理解するために 467 |
補充問題 468 |
15 アミン 472 |
15.1 アミン 473 |
Application:化学情報 478 |
15.2 アミンの性質 480 |
15.3 含窒素複素環化合物 481 |
15.4 アミンの塩基性 483 |
Application:一酸化窒素(NO):大きな可能性を秘めた小さな分子 484 |
15.5 アミン塩 486 |
Application:体液中の有機化合物とその“溶解性スイッチ” 487 |
15.6 植物中のアミン:アルカロイド 489 |
Appiication:毒物学 490 |
要約:章の目標と復習 491 |
KEYWORDS 491 |
反応の要約 492 |
基本概念を理解するために 492 |
補充問題 493 |
16 アルデヒドとケトン 496 |
16.1 カルボニル基 497 |
16.2 アルデヒドとケトンの命名法 500 |
16.3 アルデヒドとケトンの性質 501 |
Application:昆虫の化学戦争 502 |
16.4 代表的なアルデヒドとケトン 504 |
Application:バニラ:最上級品はどれか? 505 |
16.5 アルデヒドの酸化 507 |
16.6 アルデヒドとケトンの還元 508 |
Application:有毒か無毒か 510 |
16.7 アルコールの付加:ヘミアセタールとアセタール 512 |
Connection:色の味 518 |
要約:章の目標と復習 519 |
KEYWORDS 520 |
反応の要約 520 |
基本概念を理解するために 521 |
補充問題 522 |
17 カルボン酸と誘導体 526 |
17.1 カルボン酸とその誘導体:性質と名称 528 |
17.2 一般的なカルボン酸 537 |
17.3 カルボン酸の酸性度 539 |
Application:肌に使う有機酸 541 |
Application:有機酸塩の食品添加物 542 |
17.4 カルボン酸の反応:エステルとアミドの形成 543 |
17.5 アスピリンとカルボン酸の誘導体(市販薬) 546 |
17.6 エステルとアミドの加水分解 549 |
17.7 ポリアミドとポリエステル 552 |
17.8 リン酸誘導体 553 |
Application:ケプラー:命を守るポリマー 554 |
要約:章の目標と復習 557 |
KEYWORDS 557 |
反応の要約 558 |
基本概念を理解するために 559 |
補充問題 560 |
索引 A-31 |
18 アミノ酸とタンパク質:生化学のはじめの一歩 566 |
18.1 生化学 567 |
18.2 タンパク質の構造と機能:概論 568 |
18.3 アミノ酸 571 |
18.4 アミノ酸の酸-塩基性 573 |
Application:健康と疾病の栄養学 574 |
18.5 対称性 576 |
18.6 分子の対称性とアミノ酸 577 |
18.7 タンパク質の一次構造 580 |
Application:食物中のタンパク質 584 |
18.8 タンパク質の形を決める相互作用 585 |
Application:電気泳動によるタンパク質の分析 589 |
18.9 タンパク質の二次構造 590 |
18.10 タンパク質の三次構造 592 |
18.11 タンパク質の四次構造 594 |
18.12 タンパク質の化学的性質 597 |
Application:コラーゲン-2つの病気の話 598 |
Application:プリオン:病気を引き起こすタンパク質 600 |
Connection:食品とハイテクノロジー 602 |
要約:章の目標と復習 603 |
KEYWORDS 603 |
基本概念を理解するために 605 |
補充問題 605 |
19 酵素とビタミン 610 |
19.1 酵素による触媒作用 611 |
19.2 酵素の補助因子 613 |
19.3 酵素の分類 614 |
Application:鉛の毒性と解毒剤 615 |
Application:バイオ触媒:食品と化学物質 618 |
19.4 酵素の作用機構 619 |
19.5 酵素の活性におよぼす濃度の影響 622 |
19.6 酵素の活性におよぼす温度とpHの影響 623 |
Application:Extremozymes-極限環境の酵素 625 |
Application:医療診断の酵素 626 |
19.7 酵素の制御:フィードバックとアロステリック制御 627 |
19.8 酵素の制御:阻害 629 |
19.9 酵素の制御:共有結合の修飾と遺伝子制御 632 |
Application:薬としての酵素阻害剤 634 |
19.10 ビタミン 635 |
Application:ビタミン,ミネラル,食品のラベル 640 |
要約:章の目標と復習 641 |
KEYWORDS 641 |
基本概念を理解するために 642 |
補充問題 643 |
20 化学メッセンジャー:ホルモン,神経伝達物質,薬物 646 |
20.1 メッセンジャー分子 647 |
20.2 ホルモンと内分泌系 648 |
Application:ホメオスタシス 650 |
20.3 ホルモンの作用:エピネフリンと闘争・逃避 652 |
20.4 ホルモンとしてのアミノ酸誘導体とポリペプチド 654 |
20.5 ステロイドホルモン 656 |
20.6 神経伝達物質 658 |
Application:植物ホルモン 659 |
20.7 神経伝達物質の作用:アセチルコリンとアゴニストおよびアンタゴニスト 661 |
20.8 ヒスタミンと抗ヒスタミン薬 663 |
20.9 セロトニン,ノエルエピネフリン,ドーパミン 664 |
Application:この小さなカエルから・・・ 666 |
20.10 神経ペプチドと鎮痛 668 |
20.11 薬物探索と分子設計 669 |
要約:章の目標と復習 672 |
KEYWORDS 672 |
基本概念を理解するために 673 |
補充問題 673 |
21 生化学エネルギーの発生 676 |
21.1 エネルギーと生命 677 |
21.2 エネルギーと生化学反応 678 |
Application:太陽のない世界 681 |
21.3 細胞とその構造 681 |
21.4 代謝とエネルギー生産の概要 684 |
21.5 代謝の方法:ATPとエネルギー伝達 686 |
21.6 代謝の方法:代謝経路と共役反応 688 |
Application:基礎代謝 690 |
21.7 代謝の方法:酸化型,還元型補酵素 691 |
21.8 クエン酸回路 693 |
21.9 電子伝達系とATP生産 697 |
Application:未完成のエネルギー:酸化的リン酸化の遮断薬と脱共役剤 700 |
21.10 有害な酸素副産物と抗酸化ビタミン 701 |
Application:植物と光合成 703 |
要約:章の目標と復習 704 |
KEYWORDS 704 |
基本概念を理解するために 705 |
補充問題 706 |
22 炭水化物 710 |
22.1 炭水化物の概要 711 |
22.2 炭水化物の対称性 713 |
22.3 糖類のD型とL型:糖分子の表示 715 |
Application:市場に見るキラリティー 717 |
22.4 グルコースとほかの単糖類の構造 719 |
22.5 重要な単糖類 723 |
Application:食物中の炭水化物 724 |
22.6 単糖類の反応 727 |
22.7 二糖類 730 |
Application:細胞壁:強固な防御システム 732 |
22.8 さまざまな炭水化物 734 |
22.9 重要な多糖類 737 |
Application:細胞表面の炭水化物と血液型 738 |
Application:食物繊維 741 |
要約:章の目標と復習 742 |
KEYWORDS 742 |
基本概念を理解するために 744 |
補充問題 745 |
23 炭水化物の代謝 748 |
23.1 炭水化物類の消化 749 |
23.2 グルコースの代謝:概要 750 |
23.3 解糖 752 |
23.4 ほかの糖の解糖系への導入 756 |
Application:虫歯 757 |
23.5 ピルビン酸の行方 758 |
23.6 グルコースの完全異化とエネルギー生産 760 |
Application:微生物発酵:今と昔 761 |
23.7 グルコース代謝とエネルギー生産の調節 762 |
23.8 絶食や飢餓における代謝 762 |
23.9 糖尿病における代謝 764 |
23.10 グリコーゲン代謝:グリコーゲン合成とグリコーゲン分解 765 |
Application:糖尿病の診断とモニター 766 |
Application:ランニングの生化学 768 |
23.11 糖新生:非炭水化物類からのグルコース 770 |
Applicaticn:多糖類―何のために有用? 771 |
Connection:栄養士 772 |
要約:章の目標と復習 773 |
KEYWORDS 773 |
基本概念を理解するために 774 |
補充問題 775 |
24 脂質 778 |
24.1 脂質の構造と分類 779 |
24.2 脂肪酸とそのエステル 781 |
Applicaticn:食餌中の脂質 785 |
24.3 油脂の性質 786 |
24.4 トリアシルグリセロールの化学反応 788 |
Applicaticn:洗剤 790 |
24.5 細胞膜脂質:リン脂質と糖脂質 791 |
Applicaticn:バターとその代替品 796 |
24.6 細胞膜脂質:コレステロール 797 |
24.7 細胞膜の構造 798 |
Applicaticn:健康と美容のためのリポソーム 799 |
24.8 細胞膜を横断する輸送 801 |
24.9 イコサノイド:プロスタグランジンとロイコトリエン 803 |
要約:章の目標と復習 804 |
KEYWORDS 804 |
基本概念を理解するために 806 |
補充問題 806 |
25 脂質の代謝 810 |
25.1 トリアシルグリセロールの消化 811 |
25.2 脂質輸送のためのリポタンパク質 813 |
Applicaticn:脂質とアテローム性動脈硬化 815 |
25.3 トリアシルグリセロールの代謝:概要 816 |
Applicaticn:脂質の貯蔵:よいことかそれとも? 818 |
25.4 トリアシルグリセロールの貯蔵と流動化 819 |
25.5 脂肪酸の酸化 820 |
25.6 脂肪酸の酸化のエネルギー 822 |
25.7 ケトン体とケトアシドーシス 823 |
Applicaticn:肝臓,代謝系のクリーニングハウス 825 |
25.8 脂肪酸の生合成 826 |
要約:章の目標と復習 828 |
KEYWORDS 828 |
基本概念を理解するために 829 |
補充問題 830 |
26 核酸とタンパク質の合成 832 |
26.1 DNA,染色体および遺伝子 833 |
26.2 核酸の構成成分 834 |
26.3 核酸鎖の構造 839 |
26.4 DNAの塩基対:ワトソン-クリックモデル 841 |
26.5 核酸と遺伝 844 |
26.6 DNAの複製 845 |
Applicaticn:ウイルスとエイズ 846 |
26.7 RNAの構造と機能 849 |
26.8 転写:RNA合成 850 |
26.9 遺伝暗号 853 |
App1ication:“鳥インフルエンザ”:つぎの伝染病か? 854 |
26.10 翻訳:tRNAとタンパク質の合成 856 |
要約:章の目標と復習 859 |
KEYWORDS 859 |
基本概念を理解するために 861 |
補充問題 862 |
27 ゲノム科学 864 |
27.1 ヒトゲノム地図 865 |
27.2 染色体を探る 867 |
Applicaticn:そのゲノムは誰のもの? 868 |
27.3 突然変異と多型 870 |
27.4 組換えDNA 873 |
Applicaticn:セレンディピティとPCR 874 |
Application:DNAフィンガープリント法 876 |
27.5 ゲノム科学:その利用 877 |
Connection:科捜研 880 |
要約:章の目標と復習 883 |
KEYWORDS 884 |
基本概念を理解するために 884 |
補充問題 884 |
28 タンパク質とアミノ酸代謝 886 |
28.1 タンパク質の消化 887 |
28.2 アミノ酸の代謝:概要 888 |
28.3 アミノ酸の異化作用:アミノ基 890 |
28.4 尿素回路 892 |
Application:痛風の経路 894 |
28.5 アミノ酸の異化作用:炭素原子 896 |
28.6 非必須アミノ酸の生合成 896 |
Applicaticn:必須アミノ酸の重要性と欠乏による影響 898 |
要約:章の目標と復習 900 |
KEYWORDS 900 |
基本概念を理解するために 901 |
補充問題 901 |
29 体液 904 |
29.1 体内水分と溶解物 905 |
29.2 体液のバランス 908 |
29.3 血液 909 |
29.4 血紫タンパク質,白血球および免疫 912 |
Applicaticn:血液脳関門(BBB) 914 |
29.5 血液凝固 916 |
29.6 赤血球と血液内ガス 917 |
29.7 腎臓と尿の生成 921 |
29.8 尿の組成と機能 922 |
Applicaticn:臨床検査の自動化 923 |
Connection:獣医の臨床検査技師 924 |
要約:章の目標と復習 925 |
KEYWORDS 925 |
基本概念を理解するために 926 |
補充問題 927 |
C. Henderson-Hasse1balch式とアミノ酸 A-6 |
問題の解説A-18 |
索引 A-355 |