| 注 : C[4]の[4]は上つき文字 |
| |
| 序文 iii |
| 第1章 生物とは何か―生物学への招待 1 |
| 1.1 生物の特徴 1 |
| 1.2 生物学の内容 2 |
| 1.2.1 生物学の歴史 2 |
| 1.2.2 生物学の構造 3 |
| 1.2.3 生物学の方法 4 |
| 1.3 医学・薬学と生物学 4 |
| 1.3.1 ヒトの生物学 4 |
| 1.3.2 疾病と生物学 5 |
| 1.3.3 薬と生物学 6 |
| 第2章 生物のからだをつくる物質 7 |
| 2.1 生体構成成分と水 7 |
| 2.1.1 細胞の構成成分 7 |
| 2.1.2 水の特性と生物 7 |
| 2.2 タンパク質 9 |
| 2.2.1 タンパク質のはたらき 9 |
| 2.2.2 アミノ酸とペプチド 9 |
| コラム 光学異性体 11 |
| 2.2.3 タンパク質の立体溝造 14 |
| A 一次構造 14 |
| B 二次構造 14 |
| C 三次構造 14 |
| D 四次構造 14 |
| E タンパク質の変性 14 |
| F タンパク質中のアミノ酸以外の成分 16 |
| 2.3 糖質 16 |
| 2.3.1 単糖類 17 |
| コラム 数を表す接頭語 18 |
| 2.3.2 オリゴ糖 18 |
| 2.3.3 多糖類 19 |
| A グルコースだけからなる多糖類 19 |
| B キチン 20 |
| C グリコサミノグリカン 20 |
| 2.3.4 複合糖質 20 |
| A 糖タンパク質とプロテオグリカン20 |
| 2.4 核酸 21 |
| 2.4.1 ヌクレオチド 21 |
| 2.4.2 DNAとRNA 22 |
| 2.5 脂質 23 |
| 2.5.1 脂肪酸 25 |
| コラム アラキドン酸とプロスタグランジン 26 |
| 2.5.2 トリアシルグリセロール 26 |
| 2.5.3 リン脂質 27 |
| 2.5.4 糖脂質 28 |
| 2.5.5 ステロイド 29 |
| 2.5.6 リポタンパク質 29 |
| 2.6 ビタミン 30 |
| コラム シロクマの肝臓 30 |
| 2.7 生体内の無機物と微量元素 31 |
| 第3章 細胞の構造と機能 33 |
| 3.1 細胞の構造 33 |
| 3.1.1 真核細胞と真核生物 33 |
| 3.1.2 原核細胞と原核生物 34 |
| 3.2 細胞の機能 34 |
| 3.2.1 細胞膜 34 |
| A 細胞膜の構造 34 |
| B 細胞膜のはたらき 35 |
| a 半透性 35 |
| b 能動輸送と受動輸送 36 |
| c エンドサイトーシスとエキソサイトーシス 36 |
| d 細胞接着 37 |
| 3.2.2 細胞小器官 37 |
| A 核と染色体 37 |
| B ミトコンドリア 38 |
| C リボソーム 38 |
| D 小胞体 38 |
| E ゴルジ体 38 |
| F リソソーム 38 |
| G ペルオキシソーム 39 |
| H 葉緑体 39 |
| I 中心体 40 |
| J 細胞骨格 40 |
| コラム 後形質 40 |
| 3.2.3 細胞内輸送 40 |
| 3.3 細胞分裂 41 |
| 3.3.1 体細胞分裂 41 |
| コラム 神経の新生 42 |
| 3.3.2 細胞周期 42 |
| 第4章 生体の成り立ち |
| 4.1 組織の構造と機能 44 |
| 4.1.1 上皮組織44 |
| 4.1.2 支持組織 44 |
| A 結合組織 45 |
| B 骨組織と軟骨組織 45 |
| C 血液・リンパ組織 46 |
| D 脂肪組織 46 |
| 4.1.3 筋組織 47 |
| 4.1.4 神経組織 47 |
| 4.1.5 植物の組織 48 |
| 4.2 器官の構造と機能 48 |
| 4.2.1 皮膚 48 |
| コラム 細胞どうしの接着 49 |
| 4.2.2 呼吸器系 49 |
| A 気道 49 |
| B 肺 50 |
| 4.2.3 脈管系（循環器系）50 |
| A 心臓 51 |
| コラム 冠状血管と心疾患 52 |
| B 血液とリンパ液 52 |
| C リンパ性器官系 54 |
| 4.2.4 神経系 54 |
| コラム イルカの脳のしわ 55 |
| 4.2.5 感覚器系 56 |
| 4.2.6 消化器系 56 |
| A 口腔 56 |
| B 咽頭と食道 57 |
| C 胃 57 |
| D 小腸 57 |
| E 大腸 58 |
| F 肝臓 58 |
| G 膵臓 59 |
| 4.2.7 泌尿器系 60 |
| A 腎臓 60 |
| コラム 尿酸による疾患 62 |
| 4.2.8 生殖器系 62 |
| A 精巣 62 |
| B 男性生殖腺付属器官 63 |
| C 卵巣 63 |
| D 女性生殖腺付属器官 64 |
| 第5章 遺伝と遺伝子 |
| 5.1 遺伝子の本体 65 |
| 5.1.1 核 65 |
| 5.1.2 染色体 65 |
| 5.1.3 形質転換物質 66 |
| 5.1.4 核酸 66 |
| A 形質転換物質の同定 66 |
| B DNAが遺伝物質であることの証明 66 |
| 5.2 遺伝子の構造と発現 67 |
| 5.2.1 DNAの合成 67 |
| コラム PCR（ポリメラーゼ連鎖反応）70 |
| 5.2.2 転写過程 70 |
| A セントラルドグマ 70 |
| B 転写 70 |
| C エキソンとイントロン 71 |
| 5.2.3 翻訳過程 72 |
| A 遺伝暗号 72 |
| B tRNAの役割 72 |
| 5.3 ゲノムの変化 74 |
| 5.3.1 染色体突然変異 74 |
| A 母親の出産時年齢による頻度の変化 74 |
| B 性染色体の異数性 75 |
| C 逆位へテロ接合体の場合 75 |
| D 転座へテロ接合体の場合 76 |
| 5.3.2 遺伝子突然変異 76 |
| A 点突然変異 76 |
| B 反復配列による塩基配列の変化 77 |
| C 機能による突然変異遺伝子の分類 78 |
| 5.3.3 放射線と環境変異原 78 |
| 5.4 遺伝子の発現制御 78 |
| 5.4.1 生物に共通の制御機構 78 |
| 5.4.2 哺乳類における発現抑制機構 79 |
| A X染色体不活性化 79 |
| B ゲノムインプリンティング 80 |
| 5.4.3 染色体異常が起こす遺伝子発現の変化 81 |
| 5.5 遺伝のしくみ 81 |
| 5.5.1 遺伝の法則 81 |
| A メンデルの法則 81 |
| コラム in situ ハイブリダイゼーション 82 |
| B 染色体説 83 |
| 5.5.2 組換えと連鎖 83 |
| 5.5.3 真核生物の染色体 84 |
| 5.5.4 ヒトの染色体 85 |
| 5.5.5 性染色体と性決定 86 |
| コラム ヒト遺伝子の表記法 86 |
| 5.5.6 家系図から見たヒトの遺伝様式 87 |
| 5.6 生物の多様性と遺伝子 88 |
| 5.6.1 集団における遺伝的変異 88 |
| A ハーディー・ワインベルグの法則 88 |
| 5.6.2 遺伝子頻度の変化 89 |
| 5.6.3 量的形質の遺伝 89 |
| 5.7 ヒトゲノム解析とその後の展開 90 |
| 5.7.1 ヒトゲノムの解析 90 |
| A DNAの塩基配列の決定法 90 |
| 5.7.2 組換えDNA技術 91 |
| コラム 組換えDNA技術の応用 92 |
| 5.7.3 遺伝子治療 92 |
| コラム 花粉症に効く米 93 |
| 第6章 代謝とエネルギー |
| 6.1 代謝 95 |
| 6.1.1 代謝の特徴 95 |
| 6.1.2 異化と同化 95 |
| 6.1.3 消化の意義 96 |
| 6.2 生体内の化学反応と酵素 96 |
| 6.2.1 化学反応と自由エネルギー変化 96 |
| 6.2.2 生体のつくる触媒―酵素 98 |
| 6.2.3 酵素のはたらき方 98 |
| A 活性中心 98 |
| B 酵素反応の速度 98 |
| コラム 酵素の発見 99 |
| 6.2.4 酵素活性に影響を与える因子 99 |
| A 温度 99 |
| B pH 99 |
| C その他の因子 100 |
| D 酵素の阻害剤 100 |
| 6.3 代謝調節 101 |
| 6.3.1 酵素反応の調節 101 |
| A 酵素量の調節 101 |
| B 酵素活性の調節 101 |
| a アロステリック酵素とフィードバック調節 101 |
| b 酵素タンパク質へのリン酸基の付加と除去による調節 102 |
| 6.4 エネルギー代謝 102 |
| 6.4.1 生命の活動とエネルギー 102 |
| 6.4.2 エネルギー通貨としてのATP 103 |
| 6.4.3 解糖系 104 |
| A 糖からのATP合成 104 |
| B 解糖系の反応 104 |
| 6.4.4 クエン酸回路 106 |
| A クエン酸回路の反応 106 |
| B 酸化還元反応と補酵素 108 |
| C クエン酸回路の多様なはたらき 108 |
| 6.4.5 電子伝達系と酸化的リン酸化によるATP合成 109 |
| A 電子伝達系 110 |
| B 酸化的リン酸化 110 |
| C ATPの合成量 111 |
| 6.4.6 嫌気的条件でのATP合成（嫌気呼吸） 111 |
| A 解糖 111 |
| B 発酵 112 |
| コラム 赤身と白身 112 |
| 6.4.7 好気呼吸と嫌気呼吸 113 |
| 6.4.8 脂質のβ酸化 113 |
| 6.5 その他の代謝系 114 |
| 6.5.1 糖の代謝 114 |
| A 糖新生 115 |
| B ペントースリン酸経路 115 |
| 6.5.2 アミノ酸の代謝 115 |
| A アミノ酸の分解と尿素回路 115 |
| コラム フェニルケトン尿症 116 |
| B アミノ酸の合成 117 |
| 第7章 神経系による生体調節 |
| 7.1 神経細胞の機能 118 |
| 7.1.1 興奮の発生 118 |
| 7.1.2 興奮の伝導 119 |
| 7.1.3 興奮の伝達 120 |
| 7.2 中枢神経系 120 |
| 7.2.1 大脳の機能 121 |
| コラム 言語機能 122 |
| 7.2.2 脳幹の機能（中脳・橋・延髄・脳幹網様体） 122 |
| 7.2.3 間脳の機能 122 |
| 7.2.4 小脳の機能 122 |
| 7.2.5 脊髄 123 |
| 7.3 末梢神経系 123 |
| 7.3.1 感覚神経系 123 |
| 7.3.2 運動神経系 124 |
| 7.3.3 自律神経系 124 |
| 7.3.4 反射 125 |
| 7.4 感覚受容器の構造と機能 125 |
| 7.4.1 視覚器の構造とはたらき 126 |
| コラム 視覚障害 127 |
| 7.4.2 聴覚器の構造とはたらき 127 |
| 7.4.3 平衡器の構造とはたらき 128 |
| コラム 有毛細胞の感覚受容 128 |
| 7.4.4 嗅覚器の構造とはたらき 128 |
| 7.4.5 味覚器の構造とはたらき 128 |
| 7.4.6 皮膚感覚器の構造とはたらき 129 |
| 7.4.7 深部感覚器の構造とはたらき 129 |
| 第8章 体液性因子による生体調節 |
| 8.1 ホルモンの種類 130 |
| 8.2 ホルモン受容体 132 |
| 8.2.1 核内受容体 132 |
| 8.2.2 膜受容体 133 |
| A Gsタンパク質共役型（アデニル酸シクラーゼ促進系） 133 |
| B Giタンパク質共役型（アデニル酸シクラーゼ抑制系） 133 |
| C Gqタンパク質共役型（イノシトールリン脂質系） 134 |
| D イオンチャネル型受容体 135 |
| E チロシンキナーゼ内在型受容体 135 |
| F グアニル酸シクラーゼ系 136 |
| 8.2.3 フィードバックとダウンレギュレーション 136 |
| 8.3 内分泌系の司令塔 : 視床下部と脳下垂体 137 |
| 8.4 ホメオスタシスとホルモン 138 |
| 8.4.1 日周リズム 138 |
| 8.4.2 浸透圧・血圧・体温の調節 138 |
| コラム ノルアドレナリンの熱発生作用 141 |
| 8.4.3 血中カルシウム濃度の制御 141 |
| 8.4.4 血糖値の調節 142 |
| コラム グルコース輸送タンパク質 142 |
| コラム 食欲を抑えるホルモン 144 |
| 8.4.5 消化機能の制御 144 |
| 8.4.6 成長の制御 145 |
| 8.4.7 生殖活動の調節 146 |
| コラム 男女の違いをつくるホルモン 148 |
| 8.4.8 ストレスや痛みへの関与 148 |
| 8.4.9 血球数と血圧の調節 150 |
| 第9章 免疫と生体防御 |
| 9.1 免疫とは何か 152 |
| 9.1.1 自然免疫 152 |
| 9.1.2 獲得免疫 153 |
| 9.1.3 細胞性免疫と体液性免疫 153 |
| 9.2 抗原と抗体 154 |
| 9.2.1 抗原とエピトープ 154 |
| 9.2.2 抗体の構造と性質 154 |
| 9.2.3 抗体の多様性と遺伝子 156 |
| 9.2.4 抗体のクラススイッチ 157 |
| 9.2.5 抗原と抗体の反応 157 |
| 9.3 免疫担当細胞と補体 158 |
| 9.3.1 免疫担当細胞 158 |
| 9.3.2 単球とマクロファージ 159 |
| 9.3.3 顆粒球 159 |
| 9.3.4 B細胞 160 |
| 9.3.5 T細胞 160 |
| 9.3.6 ナチュラルキラー細胞 161 |
| 9.3.7 補体 161 |
| 9.4 細胞間の相互作用とサイトカイン 162 |
| 9.4.1 主要組織適合遺伝子複合体（MHC） 162 |
| 9.4.2 サイトカイン 163 |
| 9.4.3 細胞間相互作用 164 |
| 9.5 免疫と疾患 165 |
| 9.5.1 移植と免疫 165 |
| 9.5.2 自己免疫疾患 165 |
| 9.5.3 免疫不全症とエイズ 166 |
| 9.5.4 腫瘍免疫 167 |
| 9.6 微生物に対する防御 168 |
| 9.6.1 細菌の形態と分類 168 |
| 9.6.2 細菌の病原性 170 |
| コラム 新興感染症 170 |
| 9.6.3 ウイルスの形態と分類 171 |
| 9.6.4 ウイルスの感染と病原性 171 |
| 9.6.5 その他の病原微生物 172 |
| 9.6.6 ワクチン 173 |
| 第10章 ヒトの発生 |
| 10.1 ヒトの一生 175 |
| 10.2 生殖細胞 176 |
| 10.2.1 生殖腺の構造と発達 176 |
| 10.2.2 減数分裂 177 |
| 10.2.3 精子形成と卵子形成 178 |
| 10.3 受精と初期発生 179 |
| 10.3.1 受精 179 |
| 10.3.2 卵割 180 |
| 10.3.3 着床と胎盤 180 |
| 10.3.4 原腸形成と神経形成 181 |
| 10.4 主要な器官の形成 183 |
| 10.4.1 神経系 183 |
| 10.4.2 視覚器，聴覚器，平衡感覚器 183 |
| 10.4.3 体節の分化と骨，筋肉の形成 184 |
| 10.4.4 心臓と血管系の発生 185 |
| 10.4.5 上部消化管の分化 186 |
| 10.4.6 呼吸器官 187 |
| 10.4.7 消化器官 187 |
| 10.4.8 肝臓と膵臓 187 |
| 10.5 生得的奇形形成 188 |
| 10.5.1 染色体数の異常と生得的奇形 188 |
| 10.5.2 発生過程の異常 188 |
| 10.6 細胞分化とアポトーシス 189 |
| 10.6.1 細胞分化 189 |
| 10.6.2 クローン動物 189 |
| 10.6.3 アポトーシス 190 |
| 10.7 幹細胞と再生医療 191 |
| 10.7.1 幹細胞と分化 191 |
| 10.7.2 ES細胞 192 |
| 10.7.3 iPS細胞 193 |
| 10.7.4 組織幹細胞 193 |
| 第11章 地球環境と生物進化 |
| 11.1 ヒトをめぐる環境 196 |
| 11.1.1 環境とニッチ 196 |
| 11.1.2 食物連鎖と有機物の流れ 197 |
| 11.1.3 炭素と窒素の循環 197 |
| 11.1.4 生態系 197 |
| 11.2 人間の営みと地球環境の変化 198 |
| 11.2.1 地球温暖化 198 |
| 11.2.2 生物多様性の保護 199 |
| 11.2.3 環境保全の重要性 200 |
| 11.3 光合成 201 |
| 11.3.1 光合成の概略 201 |
| 11.3.2 葉緑体と色素 202 |
| 11.3.3 光化学反応 202 |
| 11.3.4 カルビン回路 203 |
| 11.3.5 C[4]光合成 204 |
| 11.4 地球の環境変化と生物進化 205 |
| 11.4.1 地球の誕生と化学進化 205 |
| 11.4.2 細胞の誕生 206 |
| 11.4.3 真核細胞の進化 206 |
| 11.4.4 多細胞生物の進化と有性生殖 207 |
| 11.4.5 カンブリア紀の放散と脊椎動物の起原 207 |
| 11.4.6 陸上への進出と霊長類の出現 208 |
| 11.5 ヒトの進化 209 |
| 11.5.1 霊長類におけるヒトの位置 209 |
| 11.5.2 ヒトの進化 210 |
| 11.5.3 ヒトの特徴 211 |
| 11.6 進化の機構 212 |
| 11.6.1 ダーウィン以前の進化論 212 |
| 11.6.2 ダーウインの生涯と自然選択説 213 |
| 11.6.3 現在の進化理論 214 |
| 索引 216 |
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