概要:
生命現象を考えるうえで、生物を構成している物質の構造と機能、生体成分の合成と変換、情報伝達、これらの過程に含まれる生化学的反応制御機構等を明らかにすることは生命現象の本質を知るうえで非常に重要である。生物体を構成する基本的な素材はすべての生物に共通であり、アミノ酸、糖質、脂質、ヌクレオチドとよばれる生体分子であり、これらを基本単位として生体高分子を形成している。
本科目では、これら生体高分子とそれらの構成要素の化学構造や性質について理解したうえで、生体内でこれらの生体高分子が分子レベルでどのように作用し、機能しているかを理解し、生体における生体高分子の意義、重要性について深く考える知識を得ること目標とする。
授業の進め方・方法:
中間試験までは２年生の生物、３年生の生物化学、生物工学基礎、４年生の生体触媒工学、生物工学と重複する部分もあることからグループワークと講義とで進める。中間試験以降は講義を中心に授業を進める。
シラバスに授業内容、到達目標が記載してあるので、該当箇所は予習して授業に臨むこと。
教科書には該当箇所の問題があるので、各人で解き進めて、内容の理解の定着をはかること。時折、該当箇所の問題を配布するので、各人で解き進めて、内容の理解の定着をはかること。
注意点:
２年生の生物、３年生の生物化学、生物工学基礎、４年生の生体触媒工学、生物工学を基礎とする科目であることから、これらの科目の理解度が低い学生は、これらの科目の理解度を十分にあげておくこと。
また、３年生の有機化学１、物理化学１、４年生の有機化学２、物理化学２の理解度も本科目修得の基礎となるので、これらの科目の理解度が低い学生は、これらの科目の理解度も十分にあげておくこと。
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
イントロダクション
細胞の化学成分（化学結合） |
生体物質に重要な弱い化学結合（水素結合、イオン結合、疎水性相互作用等）の化学を理解している。
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| 2週 |
細胞の化学成分（細胞内の分子：糖質、細胞内の巨大分子：多糖類） |
各種単糖の化学構造、各種異性体について理解している。
単糖の直鎖構造と光学異性について理解し、Fischer投影式を用いて説明できる。
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| 3週 |
細胞の化学成分（細胞内の分子：糖質、細胞内の巨大分子：多糖類） |
単糖の環状構造とグリコシド結合の形成について理解し、Haworth式を用いて説明できる。
多糖の構造、機能を説明できる。
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| 4週 |
細胞の化学成分（細胞内の分子：核酸、細胞内の巨大分子：ポリヌクレオチド） |
各種核酸の化学構造を理解している。
ヌクレオチドの構造とホスホジエステル結合の形成について理解し、構造式を用いて説明できる。
ポリヌクレオチドの構造、機能を説明できる。
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| 5週 |
細胞の化学成分（細胞内の分子：アミノ酸、細胞内の巨大分子：タンパク質）
タンパク質の機能と構造（タンパク質の形と構造） |
各種アミノ酸の化学構造、各種異性体について理解している。
アミノ酸の構造とペプチド結合の形成について理解し、構造式を用いて説明できる。
タンパク質の立体構造（一次・二次・三次・四次構造）について理解し、説明できる。
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| 6週 |
タンパク質の機能と構造（タンパク質のはたらくしくみ） |
タンパク質の機能について理解している。
酵素の構造と酵素－基質複合体について理解し、酵素のはたらき方について例をあげて説明できる。
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| 7週 |
タンパク質の機能と構造（タンパク質の研究方法）
細胞の化学成分（細胞内の分子：脂肪酸）
膜の構造（脂質二重層、膜タンパク） |
タンパク質の構造機能相関、解析について例をあげて説明できる。
各種脂肪酸の化学構造を理解している。
トリアシルグリセロールの構造、エステル結合の形成、ケン化について理解し、構造式を用いて説明できる。
リン脂質の構造、脂質二重層を説明できる。
膜タンパク質と球状タンパク質の構造についてそれぞれ理解し、それらの違いを説明できる。
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| 8週 |
中間試験 |
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| 4thQ |
| 9週 |
テスト返却
膜輸送（膜輸送の原理、輸送体とその機能） |
中間テストの範囲の内容で理解不足であったところ（テストで明確化されたところ）の内容を正確に理解する。
細胞膜を通しての物質輸送による細胞の恒常性について理解している。
ポンプとチャネルの輸送原理を理解する。
ポンプの機能について理解し、それらをチャネルの構造と関連付けて説明できる。
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| 10週 |
膜輸送（イオンチャネルと膜電位） |
イオンチャネルの機能について理解し、それらをチャネルの構造と関連付けて説明できる。
パッチクランプ法の原理を理解している。
膜電位とエネルギーの関係を理解している。
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| 11週 |
膜輸送（神経細胞のイオンチャネルとシグナル伝達） |
神経細胞のイオンチャネルとシグナル伝達について理解している。
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| 12週 |
細胞の情報伝達（細胞間シグナル伝達の一般原理） |
情報伝達物質とその受容体のはたらきを理解している。
細胞間シグナル伝達（内分泌型・パラクリン型・神経型・接触型）について理解している。
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| 13週 |
細胞の情報伝達（Ｇタンパク共役型受容体） |
情報伝達物質とその受容体のはたらきを理解している。
Ｇタンパク共役型受容体のはたらきと情報伝達物質を理解している。
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| 14週 |
細胞の情報伝達（酵素共役型受容体） |
情報伝達物質とその受容体のはたらきを理解している。
酵素共役型受容体のはたらきと情報伝達物質を理解している。
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| 15週 |
期末試験 |
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| 16週 |
テスト返却 |
期末テストの範囲の内容で理解不足であったところ（テストで明確化されたところ）の内容を正確に理解する。
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| 分類 | 分野 | 学習内容 | 学習内容の到達目標 | 到達レベル | 授業週 |
| 専門的能力 | 分野別の専門工学 | 化学・生物系 | 有機化学 | 有機物が炭素骨格を持つ化合物であることが説明できる。 | 4 | 後1 |
| 代表的な官能基を有する化合物を含み、IUPACの命名法に基づき、構造から名前、名前から構造の変換ができる。 | 4 | 後1 |
| 基礎生物 | 酵素とは何か説明でき、代謝における酵素の役割を説明できる。 | 4 | 後6 |
| 細胞膜を通しての物質輸送による細胞の恒常性について理解している。 | 4 | 後9,後10,後11 |
| フィードバック制御による体内の恒常性の仕組みを理解している | 4 | 後13,後14 |
| 情報伝達物質とその受容体の働きを理解している。 | 4 | 後12,後13,後14 |
| 生物化学 | タンパク質、核酸、多糖がそれぞれモノマーによって構成されていることを説明できる。 | 4 | 後2,後4,後5 |
| 生体物質にとって重要な弱い化学結合（水素結合、イオン結合、疎水性相互作用など）の化学を理解している。 | 4 | 後1 |
| 単糖と多糖の生物機能を説明できる。 | 4 | 後2 |
| 単糖の化学構造を説明でき、各種の異性体について理解している。 | 4 | 後2 |
| グリコシド結合を説明できる。 | 4 | 後3 |
| 多糖の例を説明できる。 | 4 | 後3 |
| 脂質の機能を複数あげることができる。 | 4 | 後7 |
| トリアシルグリセロールの構造を説明できる。脂肪酸の構造を説明できる。 | 4 | 後7 |
| リン脂質が作るミセル、脂質二重層について説明でき、生体膜の化学的性質を理解している。 | 4 | 後7 |
| タンパク質の機能をあげることができ、タンパク質が生命活動の中心であることを理解している。 | 4 | 後6 |
| タンパク質を構成するアミノ酸をあげ、それらの側鎖の特徴を理解している。 | 4 | 後5 |
| アミノ酸の構造とペプチド結合の形成について構造式を用いて説明できる。 | 4 | 後5 |
| タンパク質の立体構造（一次・二次・三次・四次構造）について説明できる。 | 4 | 後5 |
| ヌクレオチドの構造を説明できる。 | 4 | 後4 |
| DNAの二重らせん構造、塩基の相補的結合を理解している。 | 4 | 後4 |
| 酵素の構造と酵素-基質複合体について理解している。 | 4 | 後6 |
| 酵素の性質（基質特異性、最適温度、最適pH、基質濃度）について理解している。 | 4 | 後6 |
| 補酵素や補欠因子の働きを例示できる。水溶性ビタミンとの関係を理解している。 | 4 | 後6 |