理系総合のための生命科学 第2版〜分子・細胞・個体から知る“生命”のしくみ

理系総合のための生命科学 第2版

分子・細胞・個体から知る“生命”のしくみ

  • 東京大学生命科学教科書編集委員会/編
  • 定価 3,800円+税
  • 2010年02月発行
  • B5判
  • 343ページ
  • ISBN 978-4-7581-2010-4
  • 販売状況: 注文不可
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細胞レベルに留まらない生命科学全般をコンパクトにまとめた、生物系専攻の定番テキストが全面的にブラッシュアップ!最新知見にも対応した、専攻するなら押さえておくべき各分野の基礎知識が身につく一冊です.

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目次

第Ⅰ部 生物学の基本概念

1章 生物の基本概念と基本構造

さまざまな生物と1つの生物学
生命体の基本的属性
細胞と細胞膜
原核生物と真核生物
単細胞生物と多細胞生物
種の概念
生物の大分類
生物の多様性と微生物
このあとの展開
コラム
  • 細胞説をめぐって
  • 生物の名前の付け方
  • 人間からみた微生物
  • 自然の中での微生物

2章 生物の増殖

細胞は分裂により増える
  • 細胞の分裂と細胞周期
  • 原核細胞の分裂
  • 真核細胞の分裂
有性生殖と無性生殖
  • ゲノムと倍数性
  • 無性生殖
生物の生活環
  • 二倍体が優勢な生物
  • 一倍体が優勢な生物
胚発生による多細胞体の形成
生物の増殖・成長と環境
第Ⅱ部以降での展開
コラム
  • 有性生殖の意義
  • イチョウの精子の発見
  • 桜はなぜいっせいに咲くのだろう

3章 遺伝と生物情報

形質
メンデル遺伝
メンデルの独立の法則
遺伝因子と染色体
遺伝子の変異と優性・劣性
機能獲得型の変異
染色体とゲノム
伴性遺伝
連鎖
集団としてみた遺伝子プール
遺伝子の本体はDNAである
第Ⅱ部以降での展開
コラム
  • フェニルチオカルバミドと苦味
  • メンデルの法則に合わない母性遺伝
  • 遺伝性疾患と確率
  • 遺伝子はDNAであること
  • アルカプトン尿症の発見

4章 ATPと酵素

生物の生きざまを決める
酵素セット
エネルギー通貨としてのATPとNADH・NADPHの役割
エネルギーと物質の流れの基礎
細胞内の代謝
酵素の基本的性質
  • 酵素の特異性と反応機構
  • 酵素反応速度論
第Ⅱ部以降での展開
コラム
  • ATPはうまみのもと
  • 熱力学の法則:自由エネルギー変化と平衡定数
  • 無細胞系における発酵
  • 酵素の結晶化
  • ミカエリス・メンテンの式の導き方

5章 環境応答と恒常性

外部環境と内部環境の
ホメオスタシス
ホメオスタシスのしくみ
  • 体液とその緩衝作用の概要
  • 体液調節とは:回遊魚を例として
自律神経系
  • 交感神経系
  • 副交感神経系
内分泌系
  • ホルモンとは
  • ホルモンと受容体の多様性
神経系と内分泌系の協調
  • 体温のホメオスタシス
  • 体液のホメオスタシス
  • 血糖量のホメオスタシス
第Ⅱ部以降での展開
コラム
  • なぜ海水魚は海水を飲めるのか
  • フィードバック調節
  • 血漿タンパク質の役割
  • 食欲の調節

第Ⅱ部 生命現象の基本的なしくみ —物質を中心に

6章 生命の物質的基盤

生命を構成するもの
  • 生命をつくる元素
  • 生命をつくる分子
  • 生命を構成する有機化合物
タンパク質
  • 単位としてのアミノ酸
  • ペプチド結合
  • タンパク質の構造
  • タンパク質の機能と高次構造の形成
  • タンパク質の修飾
  • タンパク質の変性
脂質
  • 脂肪酸
  • グリセロ脂質
  • スフィンゴ脂質
  • ステロイド
糖質
  • 五炭糖と六炭糖
  • グリコシド結合
  • 多糖類
  • 糖タンパク質
核酸
  • 単位としてのヌクレオチド
  • 核酸
  • DNAは二本鎖である
  • RNAは一本鎖である
コラム
  • 鏡像タンパク質
  • トランス型不飽和脂肪酸
  • エーテル型グリセロ脂質
  • 直鎖状の糖分子と環状の糖分子
  • グリコバイオロジー
  • 血液型
  • DNAの変性・再会合
  • DNAは細くて長い糸である
  • 多くの原核生物は環状,真核生物は直鎖状の二本鎖DNAをもつ
  • ワトソン,クリックによるDNA分子構造の提唱

7章 複 製

遺伝情報の伝達と遺伝情報の発現
細胞増殖とDNA複製
  • 細胞増殖は細胞の最も基本的な機能
  • DNA複製の特殊性
遺伝子とDNA
  • 遺伝子とは
  • ゲノムとは
  • 生物のDNA量
  • 生物の遺伝子数
  • 真核生物は遺伝子でないDNA領域をたくさんもっている
  • エキソンとイントロン
  • 転写調節領域
DNAの複製のしくみ
  • DNA複製のアウトライン
  • DNAポリメラーゼ
  • 複製には鋳型を必要とする
  • 複製は不連続である
  • 複製のプライマー
  • 複製開始点と複製終了点がある
  • 複製開始の調節
  • DNAの損傷と修復
コラム
  • エキソンシャッフリング
  • 半保存的複製を示したメセルソンとスタールの実験
  • 複製の正確さ
  • 複製にかかわる酵素はたくさんある
  • 末端複製問題
  • DNA複製後の塩基修飾と遺伝情報複製

8章 転 写

遺伝子の転写と発現
  • セントラルドグマ
  • 遺伝子の暗号
  • DNAのセンス鎖
  • 遺伝子の発現
遺伝子の転写
  • RNAの種類
  • 転写の特徴
  • 転写の基本
転写後の修飾
  • RNAの切断
  • 塩基の修飾
  • mRNAプロセシング
  • RNAの細胞質への輸送
コラム
  • RNA合成阻害剤
  • RNA複製と逆転写
  • 逆転写酵素とcDNA
  • mRNAのエディティング

9章 翻 訳

アミノアシルtRNAの合成
  • tRNAの構造
  • アミノアシルtRNA合成酵素
  • ホルミルメチオニルtRNA
リボソーム
mRNAの構造
タンパク質合成
  • 翻訳の開始
  • ペプチド鎖の延長
  • 翻訳の終了
  • ポリソーム
転写と翻訳の協調
高次構造形成と翻訳後修飾
変異と多型
コラム
  • 21番目のアミノ酸
  • タンパク質合成阻害剤
  • シャペロン

10章 遺伝子発現の調節

発現からみた遺伝子の種類
  • すべての生物でハウスキーピング遺伝子が働く
  • 多細胞生物ではさらにラクシャリー遺伝子が働く
  • 1人のヒトの体細胞は同じ遺伝子をもつ
  • 発現が調節される遺伝子と調節されない遺伝子
原核生物の遺伝子発現調節
  • 大腸菌のβガラクトシダーゼ遺伝子は正と負に調節される
真核生物の遺伝子発現調節
  • 転写調節と転写後調節
  • 真核生物はより複雑な転写調節機構をもつ
  • クロマチンリモデリングによる調節
エピジェネティックな遺伝子発現調節
  • ヘテロクロマチンとユークロマチン
  • クロマチン構造と遺伝子発現調節
  • エピジェネティックな制御とは
  • ヒストンコード
  • 遺伝情報を担うもの
小型RNAなどによる遺伝子発現調節
  • miRNAの合成と働き
  • miRNAの機能的役割
  • RNAiという現象
  • 無意味なDNAなどないのかもしれない
再び遺伝子とは
  • 遺伝子は形質を支配する何ものかである
  • 遺伝子はDNAである
  • 遺伝子はアミノ酸をコードするDNA部分である
  • イントロンも遺伝子に含める
  • 構造遺伝子と調節遺伝子
  • 1遺伝子1タンパク質ではない場合
  • タンパク質の情報をもたない遺伝子
  • 調節領域を含めて遺伝子とする場合もある
  • 遺伝子の数
  • 再びゲノムとは
  • 染色体ゲノムと染色体外ゲノム
コラム
  • リンパ球だけは遺伝子が異なる
  • 複数の遺伝子を同時に発現調節するオペロン
  • オペロンとレギュロン
  • 真核生物における主なシスエレメントとトランスファクター
  • DNAのメチル化,発生,体細胞クローン動物
  • 人工siRNAは応用価値が高い
  • その他の小型RNA

11章 細胞の構造

生体膜
原核細胞に特徴的な構造
真核細胞の構造
  • 小胞体
  • ゴルジ体
  • リソソーム
  • ペルオキシソーム
  • 独自のDNAを含む細胞内小器官—ミトコンドリアと色素体
  • 液胞
細胞骨格
  • アクチン繊維
  • 微小管
  • 中間径繊維
細胞外基質
細胞接着と組織構築
  • 上皮細胞の細胞接着
  • 細胞と細胞外基質との接着
  • 細胞同士の接着
  • 細胞の極性
コラム
  • イオンチャネルの分子構造解明の歴史
  • コラーゲン繊維とビタミンC不足

12章 細胞内輸送

タンパク質の合成と
細胞内輸送の基本
  • 膜結合ポリソームと遊離ポリソーム
  • 輸送小胞
膜結合ポリソームで
合成されたタンパク質の輸送
  • タンパク質の合成場所の決定
  • 小胞体への移行
  • 粗面小胞体からゴルジ体,ゴルジ体から細胞内小器官ヘの輸送
  • 輸送過程における高次構造形成と翻訳後修飾
遊離ポリソームで
合成されたタンパク質の輸送
  • 核への輸送
  • ミトコンドリア,葉緑体,ペルオキシソームへの輸送
原核細胞におけるタンパク質の輸送
エキソサイトーシス
エンドサイトーシス
プロテアソーム・ユビキチン化
オートファジー
コラム
  • 小胞体で合成されるタンパク質の品質管理
  • ゴルジ体におけるリソソーム酵素の選別と輸送
  • 輸送小胞や細胞内小器官の運搬

第Ⅲ部 生命現象の基本的なしくみ —細胞を中心に

13章 細胞周期

細胞周期の概要
  • M期
  • G1期
  • S期
  • G2期
細胞周期制御因子
サイクリン-CDK複合体
  • 細胞周期エンジン
  • サイクリン-CDKの活性調節
細胞周期のチェックポイント機構
  • DNA損傷チェックポイント
細胞増殖開始の制御
  • 正と負の制御
  • 正と負の制御を可能にする分子装置
  • 細胞増殖開始までのシグナル伝達
コラム
  • 細胞周期は進んだり止まったりする
  • 細胞質分裂
  • 細胞周期研究黎明期
  • さまざまな時期で働く細胞周期チェックポイント
  • DNA複製フォークの構築
  • 細胞周期とがん

14章 シグナル伝達の基本

シグナル伝達とは
細胞内シグナル伝達の基本
  • タンパク質のリン酸化と脱リン酸化
  • Gタンパク質
  • 低分子の二次メッセンジャー
  • タンパク質の分解によるシグナル伝達
細胞間のシグナル伝達
  • ホルモン
  • 細胞増殖因子
コラム
  • 低分子量Gタンパク質
  • イノシトールリン脂質
  • アポトーシス

15章 細胞内シグナル伝達のしくみ

受容体を介した
細胞内シグナル伝達経路
  • 酵素型受容体
  • Gタンパク質共役型受容体
  • チャネル型受容体
  • 転写因子型受容体,核内受容体
  • シグナル伝達のクロストーク
がん
コラム
  • ドメインの話
  • 二次メッセンジャーとしてのカルシウムイオンの発見
  • ピロリ菌と胃がん
  • がん遺伝子
  • チロシンリン酸化阻害によるがん治療

16章 エネルギー生産と代謝経路

ATP合成のしくみ(キナーゼとATP合成酵素)
呼吸と発酵:解糖系
呼吸:クエン酸回路・呼吸鎖
  • クエン酸回路
  • 酸化的リン酸化と化学浸透説
  • 酸化還元反応と酸化還元電位
  • 呼吸鎖
  • 呼吸鎖と各代謝経路の関係
  • 呼吸鎖とH+輸送の共役
  • ATP合成酵素
光合成
  • 概要
  • 明反応
  • 暗反応
  • C3植物とC4植物
ミトコンドリアと葉緑体のトポロジー
コラム
  • H+の電気化学的勾配という高エネルギー状態
  • ATP合成酵素の回転の実証
  • 光合成が可視光を効率よく利用するしくみ
  • 呼吸鎖と光合成の電子伝達反応の比較
  • 光合成の炭酸固定経路図(カルビン回路)
  • 共役と光によるATP合成酵素の調節
  • 地球大気の二酸化炭素濃度の変遷と光合成

17章 細胞運動と神経・筋収縮

細胞運動
  • ミオシン
  • ダイニンとキネシン
神経細胞の興奮とその伝達
  • 細胞の興奮と膜電位の変化
  • 活動電位の伝導
  • シナプスによる興奮の伝達
筋収縮の制御
コラム
  • ミオシン分子の立体構造の変化と筋収縮
  • 細菌の鞭毛運動
  • 細胞の移動運動と細胞骨格の再構築
  • 電位依存性Na+チャネル
  • アセチルコリン受容体とその働き
  • 筋収縮のしくみの解明

第Ⅳ部 生命現象の基本的なしくみ —個体の形成と機能を中心に

18章 生 殖

有性生殖と無性生殖
体細胞分裂と減数分裂
減数分裂の意義
遺伝的組換え
配偶子の形成
配偶子の特殊化
受精
  • 植物での受精の過程
  • 動物での受精の過程
世代交代
種と性
コラム
  • 性の決定と性転換
  • アグロバクテリウムと遺伝子組換え植物
  • 連鎖と組換え,DNA多型
  • クローン動物

19章 動物の発生

動物の形態と分類
初期発生
  • 卵割(多細胞化)
  • 細胞の特殊化
  • 胚の方向性の決定
形態形成運動
細胞分化と幹細胞
コラム
  • 線虫の細胞系譜
  • ホメオティック遺伝子
  • 逆転している背腹軸
  • オーガナイザーの発見

20章 脳と神経

感覚
  • 感覚受容の一般的な性質
  • 空間的情報の処理
中枢神経とその制御
  • 中枢神経系の構造
  • 大脳新皮質の機能
  • 大脳新皮質の階層構造
  • 記憶
効果器への出力制御
  • 骨格筋の運動制御
  • 概日リズムの制御
コラム
  • 視細胞の光受容機構
  • 認知症とアルツハイマー病
  • 統合失調症

21章 免 疫

免疫と生体防御
  • 免疫現象と免疫系とは
  • 自然免疫と獲得免疫は共同して働く
  • 免疫現象の分子細胞生物学的な側面
免疫系の細胞と組織の成り立ち
  • 免疫細胞は骨髄から作られる
  • 免疫細胞の系譜と分化段階
  • 免疫細胞増殖の場である一次免疫器官と二次免疫器官
免疫応答の開始
  • 免疫系に向けて発せられる危険信号
  • マクロファージと炎症応答
  • 獲得免疫応答の開始とMHC遺伝子産物のかかわり
  • T細胞の活性化
  • 細胞性免疫応答と体液性免疫応答
免疫応答における
エフェクター機構
  • 免疫系が寄生体と戦うしくみ
  • 細胞性免疫応答におけるエフェクター機構
  • 抗体の構造と機能
  • 体液性免疫応答におけるエフェクター機構
コラム
  • ワクチン
  • サイトカイン,ケモカインとそれらの受容体
  • MHCと移植片の
拒絶
  • アレルギー
  • ギランバレー症候群
  • 「新型」インフルエンザの
流行

22章 植物の発生

植物の基本体制
細胞の分裂と成長
種子形成と休眠・発芽
根の成長と分枝
茎の成長と分枝
葉の形成
花成
花器官の形成
コラム
  • 植物ホルモン
  • オーキシンの極性輸送
  • 光受容体
  • 屈性
  • 植物ホルモンの情報伝達
  • ついに花成ホルモンが見つかった

第Ⅴ部 種としての生命のあり方

23章 生物圏と環境

生物圏と環境への適応
  • さまざまな環境要因
  • 環境への適応—自然選択の作用
  • 環境変動に応じた生活史の適応
群れの社会生物学
  • 縄張りとその機能
  • 親による子の保護
  • 昆虫やクモ,ダニの社会性
  • 脊椎動物の社会性
生物間相互作用と個体群動態
  • 種内競争と密度効果
  • 種間競争とニッチ分化
  • 食う−食われるの関係
生物群集と多様な種の共存
  • 栄養段階と食物連鎖
  • 群集を構成する多様な種の共存
  • 非平衡共存説と捕食説
  • 生物群集の遷移
生態系の構造と動態
  • 食物網
  • 生態系のエネルギー流
  • 生態系の物質循環
コラム
  • ヒマラヤ山脈を越えて渡りをするインドガン
  • ニッチ分化と形質置換
  • 自然界における個体数の大変動
  • 中規模撹乱説

24章 生物進化とゲノム

ゲノムとは
  • ゲノム解読
  • ゲノムからみた生物種
  • 細胞内小器官とゲノム
分子系統生物学
  • 形態学的特徴でみる比較生物学,分類学
  • 核酸の配列でみる比較生物学,分類学
  • 分子系統学の問題点
ゲノムの変化
  • ゲノムの垂直伝播
  • ゲノムの垂直伝播と多様性
  • ゲノムの水平伝播
生命の起源の学説
  • 地球の歴史と生命
  • 地球環境の変化と化学進化
ゲノム解読とこれからの生物学
  • 個体間の遺伝的変異:SNPとCNV
  • トランスクリプトーム
  • プロテオーム:細胞にあるタンパク質とその修飾を系統的に解析する
  • エピゲノム:真核細胞の記憶システム
コラム
  • フレデリック・サンガー:生命科学研究に大きく貢献した天才
  • 系統樹の作り方(最節約法)
  • ハプロタイプから病気の原因遺伝子を探す

付録 生命科学研究で使われる実験手法

生命科学実験を行う前に
  • 実験動物に対する考え方
  • 遺伝子組換え実験に対する考え方
  • 生物情報へのアクセス方法
核酸や分子生物学研究に関する
実験手法
  • 抽出,分離方法
  • DNAの構造と塩基の相補性
タンパク質や生化学研究に関する
実験手法
  • タンパク質の分離・精製
  • タンパク質の電気泳動
  • 抗体
  • ウエスタン解析
  • エピゲノム解析のためのChIP-seq法
  • 質量分析
細胞生物学研究の実験手法
  • 細胞培養
  • 細胞の可視化—顕微鏡
  • 蛍光タンパク質
  • in situハイブリダイゼーション
  • 抗体染色
  • 細胞に対する外来遺伝子の導入
  • RNAi
遺伝子組換え
  • 遺伝子操作マウス
  • 遺伝子組換え生物

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  • 【本書名】理系総合のための生命科学 第2版〜分子・細胞・個体から知る“生命”のしくみ
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