／【Ｋ：】Ｓｅｒｖｅｒ／共立出版／＠１９４７０１５５／要約目次

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要約目次
第 1 部

生命のはじまり第 1 章

生命科学序説 ……………………………………………………………………………3

第 2 章

生命の星，地球の誕生 ………………………………………………………………8

第 3 章

生命の誕生 ………………………………………………………………………………18

第 4 章

生命の最小単位――細胞 …………………………………………………………21

第 5 章

細胞の構成要素は分子

第 2 部……………………………………………………………37

生命の基本設計第 6 章

遺伝子――生命の再生産と細胞の構築 …………………………………………73

第 7 章

エネルギーの獲得と恒常性 ………………………………………………………88

第 8 章

環境からの情報の獲得と応答 ……………………………………………………99

第 9 章

多細胞生物の情報の受容から運動へ ………………………………………114

第 10 章多細胞生物の発生 …………………………………………………………………145

第 11 章

ヒトの脳へのアプローチ…………………………………………………………159

第 12 章

実験動物によるヒトの生命システムの解明 ……………………………168

第 3 部

地球環境と生命の将来

第 13 章ヒトの文明の発達と地球環境 …………………………………………………189

第 14 章

地球環境の回復と生命の維持に向けて ……………………………………208

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Page 238目次i

はじめに第1部

生命のはじまり

第1章

生命科学序説3第2章

生命の星，地球の誕生

82.1

宇宙の始まり ……………………………………………………………………………………82.2

生命を育む奇跡の星―地球 ………………………………………………………………10
コラム：地球を生命の星にした温室効果ガス ……………………………………132.3

原始海洋の形成 ………………………………………………………………………………152.4

原始大気の形成 ………………………………………………………………………………15

第3章

生命の誕生

183.1

生体物質の誕生 ………………………………………………………………………………18

3.2

タンパク質，核酸の誕生 …………………………………………………………………20

第4章

生命の最小単位――細胞214.1 原始細胞の誕生 ………………………………………………………………………………21
コラム：熱水噴出孔（hydrothermal vent）………………………………………22
4.2

古細菌，原核生物，真核生物 ……………………………………………………………244.3

単細胞から多細胞に …………………………………………………………………………26

4.4細胞の構造 ………………………………………………………………………………………27
4.4.1

すべての細胞に共通した形態 …………………………………………………27

4.4.2

動物細胞と高等植物の細胞 ……………………………………………………27

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目4.4.3

細胞小器官

次vii

■

……………………………………………………………………………28

コラム：タンパク質の合成経路…………………………………………………………314.5

顕 微 鏡 …………………………………………………………………………………………33

第5章
5.1

細胞の構成要素は分子37

水 ……………………………………………………………………………………………………38
コラム：水の構造と性質 …………………………………………………………………39

5.2

5.3

5.4

脂質――細胞膜の構成分子…………………………………………………………………40

5.2.1

リン脂質 …………………………………………………………………………………405.2.2

脂 肪 酸 …………………………………………………………………………………425.2.3

脂質二重膜……………………………………………………………………………43

核酸――遺伝の伝達 ……………………………………………………………………………455.3.1

核酸の基本構造 ………………………………………………………………………465.3.2

二重らせんの発見 ……………………………………………………………………47

タンパク質――細胞の機能分子 ……………………………………………………………505.4.1

アミノ酸 …………………………………………………………………………………505.4.2

アミノ酸からポリペプチドへ …………………………………………………525.4.3タンパク質の立体構造 ……………………………………………………………55

コラム：ヒドロパシーによるトポロジーの推定………………………………58

コラム：X 線構造解析 ………………………………………………………………………60
コラム：アミノ酸配列が決まればタンパク質の立体構造は決まるか？
…………………………………………………………………………………………60

コラム：フォールディング ………………………………………………………………62
コラム：四次構造の理解に――ミオグロビンとヘモグロビン …………………64
5.5

糖――エネルギーの貯蔵 ………………………………………………………………………68

第2部
第6章
6.1

生命の基本設計

遺伝子――生命の再生産と細胞の構築

73

複製――生命の再生産 …………………………………………………………………………73

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次6.1.1DNA 複製機構………………………………………………………………………74

コラム：誤った複製を修復する仕組み ………………………………………………76
コラム：遺伝情報の安定性 ………………………………………………………………77
コラム：DNA には意味のわからない部分がたくさんある…………………77
コラム：生物の進化は遺伝子複製の誤りの賜物である ………………………78
6.2

DNA からタンパク質へ ……………………………………………………………………78
6.2.1

セントラルドグマ ……………………………………………………………………78

6.2.2

mRNA のプロセッシング ………………………………………………………80

6.2.3

RNA スプライシング ………………………………………………………………81

6.2.4

RNA からタンパク質へ …………………………………………………………82

コラム：コドン―遺伝子の暗号…………………………………………………………83
コラム：ゲノムは柔軟で曖昧である …………………………………………………84
コラム：タンパク質の合成と輸送 ……………………………………………………85
コラム：生命の起 源 の 分 子 生 物 学――GADV タ ン パ ク 質 ワ ー ル ド か ら
RNA―タンパク質ワールド，そしてセントラルドグマへ ……………85

第7章

エネルギーの獲得と恒常性

88

7.1

生命のエネルギーの共通貨幣――ATP ………………………………………………88

7.2

ATP の合成装置――ミトコンドリアと葉緑体 ………………………………………89
コラム：共生説（endosymbiotic hypothesis）……………………………………90
7.2.1

ミトコンドリア ………………………………………………………………………90

7.2.2

葉 緑 体 …………………………………………………………………………………91

7.2.3

ミトコンドリアと葉緑体の電子伝達系 ……………………………………92

7.2.4

ミトコンドリアと葉緑体の ATP の合成装置

第8章
8.1

環境からの情報の獲得と応答…………………………95

99

細胞における情報伝達機構 ……………………………………………………………100
8.1.1

情報受容細胞…………………………………………………………………………100

8.1.2

情報受容体 ……………………………………………………………………………102

8.1.3

G タンパク質共役型情報伝達系 ……………………………………………103

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目次■ix

コラム：G タンパク質の立体構造から ……………………………………………1058.2

単細胞生物の情報伝達機構 ……………………………………………………………107
8.2.1

細菌の走化性…………………………………………………………………………108

コラム：細菌の化学刺激認識 …………………………………………………………108
コラム：高度好塩菌の 4 つの光受容体 ……………………………………………109
コラム：バクテリオロドプシン（BR）……………………………………………111
コラム：高度好塩菌は走化性とともに走光性を有する ……………………112

第9章

多細胞生物の情報の受容から運動へ

114

9.1

多細胞生物の細胞間の情報伝達機構 ………………………………………………115

9.2

神経細胞 …………………………………………………………………………………………117
9.2.1

感 覚 器 ………………………………………………………………………………118

コラム：視物質ロドプシン……………………………………………………………121

コラム：ウシ・ロドプシンの立体構造から ……………………………………124
コラム：視細胞における情報伝達系 ………………………………………………126
コラム：サイクリック GMP 依存性チャネル
9.2.2…………………………………127

感覚受容から中枢神経へ ………………………………………………………130

9.3

シナプス …………………………………………………………………………………………131

9.4

シナプスにおける興奮の伝達 …………………………………………………………133

9.5

活動電位の発生 ………………………………………………………………………………134
コラム：静止電位と活動電位 …………………………………………………………135
コラム：パッチクランプ法……………………………………………………………137

コラム：視細胞の過分極性応答 ………………………………………………………138
9.6

細胞運動と筋収縮 …………………………………………………………………………139
9.6.1

アクチン ………………………………………………………………………………139

9.6.2

ミオシン ………………………………………………………………………………139

9.6.3

モータータンパク質の運動――筋収縮 ……………………………………1409.6.4

細胞骨格 ………………………………………………………………………………142

9.6.5

細胞運動 ………………………………………………………………………………143

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x■

目Page 242

次第 10 章10.1

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多細胞生物の発生

ヒトは 1 つの卵から145……………………………………………………………………146

10.1.1

卵 ………………………………………………………………………………………146

10.1.2精子……………………………………………………………………………147

10.1.3

受

精……………………………………………………………………………148

10.1.4卵割……………………………………………………………………………148

コラム：モザイク的発生と調節的発生 ……………………………………………150
コラム：始原細胞 ……………………………………………………………………………151
コラム：細胞の移動と増殖
10.2……………………………………………………………151

細胞接着の仕組み …………………………………………………………………………152
コラム：あらかじめプログラム化された細胞死 ………………………………152

10.3

脊椎動物の基本体制の成立 ……………………………………………………………153
10.3.1卵と体軸形成 ………………………………………………………………………153

10.3.2脊椎動物の体軸 ……………………………………………………………………154

10.3.3体節形成10.3.4

神経系の形成 ………………………………………………………………………156

10.3.5器官形成10.3.6心臓の形成 …………………………………………………………………………158

第 11 章……………………………………………………………………………155……………………………………………………………………………157

ヒトの脳へのアプローチ

159

11.1

ヒトの脳の分化 ……………………………………………………………………………161

11.2

複雑な脳の簡単な部分 …………………………………………………………………161

11.3

単純な神経系をもつ動物の脳によるアプローチ ……………………………162
11.3.1

アメフラシによる記憶，学習の研究 ……………………………………162

11.3.2カブトガニによる側抑制の研究

11.3.3

イカによる神経の興奮のメカニズム ……………………………………166

第 12 章12.1…………………………………………164

実験動物によるヒトの生命システムの解明

168

実験動物とは ………………………………………………………………………………168
コラム：ホヤ …………………………………………………………………………………169

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目次■xi

コラム：ホヤの発生 ………………………………………………………………………171
コラム：細胞系譜図 ………………………………………………………………………172
12.1.1ホヤの幼生の外環境の刺激に伴う遊泳行動 …………………………173

12.1.2

感覚器の構造 ………………………………………………………………………175

コラム：レーザー細胞破壊装置による行動の解析……………………………176

12.2

12.1.3

神経物質作動性神経細胞の可視化 ………………………………………177

12.1.4運動を制御する中枢パターン発生器 CPG の駆動 …………………178

12.1.5

最も単純な中枢パターン発生器

12.1.6

感覚入力から筋肉の駆動に至る神経回路網 …………………………181…………………………………………179

ヒトへの進化 ………………………………………………………………………………184

第3部
第 13 章地球環境と生命の将来

ヒトの文明の発達と地球環境

189

13.1

人口増加 ………………………………………………………………………………………189

13.2

森林，農耕地の破壊……………………………………………………………………191

コラム：焼き畑 ………………………………………………………………………………191
13.3

自然災害――地震・津波 …………………………………………………………………192
コラム：地球活動と地震 …………………………………………………………………193
コラム：大陸移動 ……………………………………………………………………………196

13.4

13.5

地球温暖化 ……………………………………………………………………………………197
13.4.1

温室効果ガスによる地球の温暖化 ………………………………………197

13.4.2

地球温暖化の原因 ………………………………………………………………199

13.4.3

温暖化による地球環境の変化 ………………………………………………200

原子力発電 ……………………………………………………………………………………202
13.5.1

原子核分裂連鎖反応――原子爆弾と原子炉は同じ反応 ………………202

コラム：原子炉と原子爆弾はどう違うか？ ……………………………………202
コラム：放射線とその透過性 …………………………………………………………204
13.5.2

原子炉事故 …………………………………………………………………………205

コラム：炉心溶融（メルトダウン）…………………………………………………206

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xii■

目Page 244

次第 14 章14.1

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地球環境の回復と生命の維持に向けて208

温室効果ガス削減の対策 ………………………………………………………………208
14.1.1

再生可能エネルギー ……………………………………………………………209

14.1.2

太陽光発電 …………………………………………………………………………209

14.1.3

風力発電……………………………………………………………………………210

参考文献 ……………………………………………………………………………………………………213

あとがき ……………………………………………………………………………………………………215

索

引 ………………………………………………………………………………………………………217

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Page 245

目次■xiii

注釈目次
原子核融合（nuclear fusion）…………………………………………………………10
シュテファン―ボルツマンの法則（Stefan―Boltzmann law）………………………11
地球型惑星………………………………………………………………………………11
黒体輻射（black body radiation）……………………………………………………14
細胞群体…………………………………………………………………………………………………26
エンドサイトーシス（endocytosis；飲食作用）とエキソサイトーシス（exocytosis；開口分泌）……………………………………………………………30
ジスルフィド結合………………………………………………………………………51
キノン……………………………………………………………………………………93
シトクロム ……………………………………………………………………………93
フェレドキシン…………………………………………………………………………94
解糖系 ……………………………………………………………………………………………………97
ホメオスタシス ……………………………………………………………………………………101