基礎から学ぶ生物学・細胞生物学　第５版

第5版の序

第4版の序

第3版の序

第2版の序

初版の序

書籍特典のご案内

生物史年表―本書に登場する人物

用語の異同について

序章　はじめに

１．科学とは何か？

❶科学とは

❷法則と理論

２．生物学とは，生物学の方法

❶生物学とは

❷生物学は特殊だった？

❸仮説を立てるために

❹観察のための道具

1章　生物学の基本

１．地球上には多様な生物が生息している

❶人は区別する

❷名前をつける

２．神の栄光のために生物を分類する

❶リンネの自然の体系

❷リンネの考え方

❸分類学の基礎

３．進化論の登場（神の退場）

❶ダーウィン以前

❷ダーウィンが考えたこと

❸進化論その後

４．地球上の生物に共通すること①（細胞説）

❶細胞説の前夜

❷細胞説

５．地球上の生物に共通すること②（メンデルの遺伝の法則）

❶メンデル以前

❷メンデルの行った実験

❸メンデルの遺伝の法則

❹見かけ上，メンデルの法則があてはまらない例

❺メンデルの法則その後

６．生物体のつくりと階層性

❶細胞，組織，器官，器官系

❷生物界の階層性

❸細胞が基本

章末問題

演習① データを数量的に扱い，統計処理をしてみよう

2章　細胞のプロフィール

１．光学顕微鏡と電子顕微鏡の発明

２．細胞には多様な横顔がある

❶多様な細胞の形

❷細胞の概観

３．細胞を構成している物質

❶水の性質

❷モノマーとポリマー

❸タンパク質

❹核酸

❺糖質

❻脂質

４．細胞小器官の構造と機能

❶核

❷小胞体とリボソーム

❸ゴルジ装置

❹ミトコンドリア

❺葉緑体

❻細胞骨格

❼リソソーム，ペルオキシソーム

５．細胞を取り巻く細胞膜の構造と機能

❶細胞膜の構造

❷細胞膜の機能

章末問題

演習② タンパク質をデータベースで調べ，パソコンで描いてみよう

3章　何が細胞の形や機能を決めているか

１．形質を決めているものを求めて

❶DNAの発見

❷染色体地図

❸遺伝子はタンパク質をコードしている

❹遺伝子の本体はDNAだ

２．遺伝子としてのDNA

❶DNAの化学的性質の研究

❷ワトソン-クリックのモデル

❸遺伝の暗号はどう解読されたか

３．DNAからタンパク質へ①（転写）

❶転写の過程

❷リボソームとtRNA

４．DNAからタンパク質へ②（翻訳）

❶リボソーム表面上にあるさまざまな結合部位

❷翻訳の過程

❸合成されたタンパク質の行方

５．タンパク質の構造と機能（形と機能の裏腹な関係）

❶ヘモグロビンの形

❷ヘモグロビンのはたらき

❸ヘモグロビンの変異

６．遺伝子の発現を調整するエピジェネティクス

❶核の内部の構造

❷ヌクレオソームの構造とヒストンテール

❸ヒストンのアセチル化，メチル化

❹DNAのメチル化

❺エピジェネティックなスイッチの維持と重要性

❻もう1つのエピジェネティクス，RNA干渉

章末問題

演習③-1 DNAの紙モデルをつくってみよう

演習③-2 タンパク質の二次構造をつくってみよう

4章　細胞が生きて活動していくために

１．何をするにもエネルギー（ATPの産生）

❶ATPって何？

❷エネルギー獲得の概観

❸解糖はサイトソルで

❹解糖の過程を動かし続けるために

❺ミトコンドリア内で営まれる効率的なエネルギー生産

２．葉緑体による光エネルギーの固定

❶グルコース産生は燃焼の逆反応？

❷光電子伝達系

❸炭素同化反応

❹太陽の恵みと動物と植物の深い関係

３．代謝経路のネットワーク

❶代謝経路とは

❷酵素タンパク質

❸補酵素の必要な酵素

❹タンパク質以外の物質の合成

❺代謝の調節

❻代謝経路のネットワーク

章末問題

5章　タンパク質が細胞のさまざまな活動を担う

１．タンパク質のさまざまな機能（酵素，運搬，ホルモン，受容体，細胞骨格）

❶膜輸送タンパク質

❷ホルモンタンパク質

❸受容体タンパク質

２．細胞は動く

❶アクチンフィラメント

❷微小管

❸筋収縮

３．タンパク質はDNAへはたらきかける

❶オペロン説

❷真核生物の場合

４．細胞膜に埋め込まれた膜タンパク質の重要な機能

❶細胞膜の構造

❷グルコーストランスポーターとアクアポリン

❸接着タンパク質

章末問題

演習④ ヒトとチンパンジーのタンパク質を比較してみよう

6章　多細胞生物への道①（細胞間の情報交換）

１．細胞は集まって

❶細胞同士の付き合い方―多細胞生物の場合は

❷細胞間の結合の役割

２．細胞間の情報交換の方式

３．ホルモンと受容体で情報を伝える

❶信号分子としてのホルモン

❷水溶性ホルモン受容体の種類

❸Gタンパク質共役型受容体の場合―グルカゴンが作用するしくみ

❹酵素共役型受容体の場合―インスリンが作用するしくみ

❺骨格筋における代謝―受容体の有無による作用の違い

❻もう１つのGタンパク質共役型受容体（IP₃-Ca^2＋系）

４．信号分子による転写の調節（細胞外から遺伝子への情報伝達）

❶ステロイドホルモンと受容体

❷ステロイドホルモン受容体複合体は遺伝子の転写を制御

❸ステロイドホルモンの作用のしかた

５．イオンチャネル連結型受容体を介した情報伝達

❶神経系による情報伝達

❷アセチルコリン受容体

章末問題

演習⑤ インスリンと血糖値の変動をグラフ化してみよう

7章　多細胞生物への道②（細胞の数を増やす）

１．DNAの複製

❶細胞の数を増やす

❷DNAはどのように複製されるのか

❸DNA複製の過程

２．細胞周期と体細胞分裂

❶細胞周期

❷体細胞分裂の過程

３．細胞周期の調節

❶チェックポイント

❷サイクリン依存性キナーゼとサイクリンの発見

４．突然変異とDNA修復機構

❶突然変異

❷突然変異が起こる原因

❸DNAの誤りを正す

章末問題

8章　多細胞生物への道③（個体の数を増やす・発生と分化）

１．減数分裂（次の世代をつくるために）

❶生殖と繁殖

❷減数分裂とは

❸減数分裂の過程

❹減数分裂による遺伝的多様性

２．生殖細胞の形成

❶性とは

❷精子形成

❸卵形成

３．受精

❶先体反応

❷多精拒否機構

❸卵の賦活（活性化）

４．初期発生と器官形成

❶発生とは

❷ウニの初期発生

❸カエルの初期発生

❹鳥類の初期発生

❺哺乳類の初期発生

❻器官形成

５．始原生殖細胞と性分化

❶極細胞，始原生殖細胞

❷生殖腺へ

６．細胞間のコミュニケーションによる分化のしくみ

❶誘導・分化・拘束

❷種によって異なる卵での指定の時期

❸体軸の決定

❹ホメオボックス

章末問題

演習⑥ 体細胞分裂と減数分裂を体感してみよう

9章　個体を守る免疫のシステム

１．病原体から身を守る

２．植物の生体防御機構

❶植物の第一防衛ライン

❷植物の第二防衛ライン

３．無脊椎動物の生体防御機構

❶無脊椎動物の第一防衛ライン

❷無脊椎動物の第二防衛ライン

４．ヒトの生体防御機構（第一防衛ライン）

５．ヒトの第二防衛ライン（自然免疫）

❶血球細胞の種類

❷免疫にかかわる膜タンパク質

❸貪食細胞の活躍

❹貪食と並行して起こること

❺ナチュラルキラー細胞の活躍

６．ヒトの第三防衛ライン（獲得免疫）

❶第二防衛ラインから第三防衛ラインへの橋渡し

❷獲得免疫の概要

❸獲得免疫にはリンパ球が関与する

❹リンパ系器官

❺免疫応答

７．抗体による攻撃（体液性免疫）

❶抗体分子の構造

❷抗体には種類がある

❸抗原とは

❹抗体の多様性はどうして生ずるか

８．細胞傷害性T細胞による攻撃（細胞性免疫）

❶MHCタンパク質

❷細胞傷害性T細胞（キラーT細胞）

❸T細胞受容体

９．免疫機能の制御と記憶，訓練など

❶ヘルパーT細胞は獲得免疫の司令塔

❷記憶細胞

❸胸腺での訓練

❹免疫グロブリンスーパーファミリー

10．もう1つの獲得免疫

章末問題

10章　生きること，死ぬこと（細胞の再生と死，個体の死）

１．細胞の再生

❶細胞再生の違いによる細胞の分類

❷幹細胞による細胞再生系

❸分化した細胞

❹細胞分裂に限りはあるのか

２．細胞が死ぬとき

❶ネクローシスとアポトーシスの違い

❷アポトーシスの起こるとき

❸アポトーシスの共通経路

❹アポトーシスの引き金

３．老化・寿命と遺伝子の関係

❶ヒトの老化は規格外？

❷早老症

❸再び老化とは

４．がんを含むさまざまな病気とその原因

❶病気の定義

❷遺伝子の変異による病気

❸病原体による病気

❹がん

❺その他の病気

章末問題

11章　個体としてのまとまり（外部環境を認識し，内部環境を調節する）

１．内部環境を一定に

❶外部環境と内部環境

❷ホメオスタシスの機構

❸制御中枢の必要性

２．制御中枢による情報の処理と調節

❶ニューロン

❷ニューロンのはたらき

❸グリア細胞

❹神経系の発達

❺内分泌系の中枢

３．動物の行動

❶生まれつき備わった行動

❷学習や知能によって獲得される行動

４．感覚器官と感覚の受容

❶感覚の種類

❷機械的刺激の変換

❸化学的刺激の変換

５．個体の規則的な行動を制御するもの─生物時計

❶測時機構の発見

❷時計遺伝子の発見

❸生物時計はどこに？

章末問題

演習⑦ 静止電位と活動電位を描いてみよう

12章　生物の進化と多様性

１．個体の生きる場所（多様な環境に適応して生きる）

❶多様な生物を支える多様な生態圏

❷個体群密度

２．進化と多様性の創出

❶進化は個体群で起こる

❷ハーディー-ワインベルグの法則

❸実際の個体群は遺伝子平衡ではない

❹ランダムな変異を方向づける

❺中立的な突然変異と遺伝的浮動

❻漸進説，種分化，小進化

❼断続平衡説，大進化

３．地球上の生物多様性を守るために

❶なぜ生物の多様性か

❷生物の多様性とは

❸生物多様性消失の要因と多様性の保全

章末問題

演習⑧ 成長曲線を描いてみよう

演習⑨ 分子系統樹を描いてみよう

参考図書＆Further readings

索引