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モーリス・ラヴェル 生涯
1875年3月にフランス南西部、スペインにほど近いフランス領バスク地方のシブールで生まれる。生家は、オランダの建築家により17世紀に建てられたもので、アムステルダムの運河に面する建物さながらの完全なオランダ様式を呈しており、現存している（写真）。母マリー（1840年 - 1917年）はスペインのマドリード育ちのバスク人、父ジョゼフ（1832年 - 1908年）はスイス出身の発明家兼実業家だった。同年6月に家族がパリへ移住したあと、弟エドゥアール（1878年 - 1960年）が生まれた。ラヴェル自身が生後3カ月しか滞在しておらず、後の25年間戻ることがなかったことから、バスク地方の表現への直接的な影響については議論があった。だが、作家アービー・オレンシュタインによって書かれた伝記によれば、母親に非常に親しみを感じ、その存在を通じてバスクの文化的な遺産を学び、最初の思い出は母親が彼に歌ったバスク民謡だったという（成人後になると、定期的にサン＝ジャン＝ド＝リュズに戻り、休日を過ごしたり仕事をしたりした）。
父親が音楽好きで幼少のころからピアノや作曲を学び、ラヴェルが音楽の道へ進むことを激励した。
モーリス・ラヴェル 生涯
幼い頃からわたしはあらゆる種類の音楽に敏感でした。わたしの父はおおくのファンよりもはるかに音楽に精通しており、わたしの趣味をどう発達させ、手ばやく情熱を刺激するかを知っていました （ラヴェル、Esquisse autobiographique、1928）
やがて両親はパリ音楽院へ送り出した。音楽院に在籍した14年のあいだ、ガブリエル・フォーレやエミール・ペサールらのもとで学んだラヴェルは、当時のパリの国際的で実験的な空気を背景に、若く革新的な芸術家と行動を共にし、強い影響と薫陶を受ける。
1898年3月5日の国民音楽協会第266回演奏会から公式デビューを果たしたラヴェルはあくる20世紀に先んじて作曲家として認められ、その作品は議論の対象となった。いっぽうで作曲の大胆さと自身が「解放者」と目すシャブリエとサティへの賞賛は、伝統主義が支配的なサークル内でおおくの反目を買った。
モーリス・ラヴェル 生涯
1901年、ラヴェルの個性が確立された『水の戯れ』 (Jeux d’eau) が書かれ、曲は当時の音楽的流行から自立したものとなった。表現的慎ましさ、謙虚さ、エキゾチックでファンタジックな好み、形式的な完璧さに対するほとんど強迫観念とも言える探求により1901年から1908年の間に多くの作品が生みだされた。 『ソナチネ』（Sonatine, 1903年）、『序奏とアレグロ』（Introducción et allegro, 1906年）、『スペイン狂詩曲』（Rapsodie espagnole, 1907年）、組曲『マ・メール・ロワ』（Ma Mère l'Oye, 1908年）、『夜のガスパール』（Gaspard de la Nuit、1908年）は、アロイジウス・ベルトランの詩に触発されて書かれた。
モーリス・ラヴェル 生涯
1900年から5回にわたって、有名なローマ大賞を勝ち取ろうと試みる。1901年、2回目の挑戦ではカンタータ『ミルラ』で3位に入賞したものの、大賞は獲得できなかった。1902年、1903年は本選において入賞を逃し、1904年はエントリーを見送った。翌1905年は、年齢制限によりラヴェルにとって最後の挑戦となったが、大賞どころか予選段階で落選してしまった。すでに『亡き王女のためのパヴァーヌ』『水の戯れ』などの作品を発表していたラヴェルが予選落ちしたことは大スキャンダルとなり、この「ラヴェル事件」により、パリ音楽院院長のテオドール・デュボワは辞職に追い込まれ、後任院長となったフォーレがパリ音楽院のカリキュラム改革に乗り出す結果となった。
1907年、歌曲集『博物誌』の初演後、エドゥアール・ラロの息子ピエール・ラロはこの作品をドビュッシーの盗作として非難し、論争が起こった。しかし、『スペイン狂詩曲』が高い評価で受け入れられると批判はおさまった。そしてラヴェルは、バレエ・リュス（ロシア・バレエ団）の主宰者セルゲイ・ディアギレフからの委嘱により『ダフニスとクロエ』を作曲した。
モーリス・ラヴェル 生涯
1909年4月、ロンドンで初めての海外ツアーに参加し、自身がドーバー海峡の向こうで高く評価されていることを知る。1910年、保守的な「国民音楽協会」と決別、シャルル・ケックランらと現代的な音楽を促進、新しい音楽の創造を目指す団体「独立音楽協会」を旗揚げし、創立者のひとりとして名を連ねた。1911年、詩人フラン＝ノアンによって台本の書かれたオペラ『スペインの時』（L'Heure espagnole）の初演が催されたが、大衆、とりわけ批評家から「ポルノ」呼ばわりされ、不評裡に終わった。当時は台本のユーモアも、ラヴェルの大胆なオーケストラもほとんど理解されなかった。
第一次世界大戦勃発後、パイロットとして志願したが、体重が規定に「2キログラム」満たなかったことからその希望は叶わなかった。1915年3月にトラック輸送兵として兵籍登録された。ラヴェルの任務は砲弾の下をかいくぐって資材を輸送するような危険なものであり、当時の前線ヴェルダン 付近まで到達した。道中、腹膜炎となり手術を受けた。結局、終生戦争の傷から回復することはなかった。
モーリス・ラヴェル 生涯
大戦中の1917年1月15日、最愛の母親が76歳でこの世を去る。生涯最大の悲しみに直面したラヴェルの創作意欲は極度に衰え、1914年にある程度作曲されていた組曲『クープランの墓』を完成（1917年11月）させた以外は、3年間にわたって実質的な新曲を生み出せず、1920年の『ラ・ヴァルス』以降も創作ペースは極端に落ちてしまった。母の死から3年経とうとした1919年末にラヴェルがイダ・ゴデブスカに宛てた手紙には、「日ごとに絶望が深くなっていく」と、痛切な心情が綴られている。
こうしてラヴェルの「偉大な時代」は終わりを告げる。代わって、慎重に計算された愛情と優雅さの背後に隠された、自発的に冷たく控えめな男―「ダンディな男ラヴェル」のイメージが一般に広まるようになった。
1920年1月、レジオンドヌール勲章叙勲者にノミネートされたが、これを拒否したために物議を醸し、結果的に4月、公教育大臣と大統領によってラヴェルへの叙勲は撤回された。
1920年代のフランスでは、エリック・サティを祖とするより前衛的な「フランス6人組」の登場や、複調・無調・アメリカのジャズなど新しい音楽のイディオムの広まりによって、ラヴェルの音楽は時代の最先端ではなくなった。さかんに演奏旅行を行う一方、ラヴェルの創作活動は低調になり、1923年には『ヴァイオリンソナタ』のスケッチしか残せていない。
モーリス・ラヴェル 生涯
1928年、初めてアメリカに渡り、4か月に及ぶ演奏旅行を行なった。ニューヨークでは満員の聴衆のスタンディングオベーションを受ける一方、黒人霊歌やジャズ、摩天楼の立ち並ぶ町並みに大きな感銘を受けた。この演奏旅行の成功により、ラヴェルは世界的に有名になった。同年、オックスフォード大学の名誉博士号を授与される。
アメリカからの帰国後、ラヴェルが生涯に残せた楽曲は、『ボレロ』（1928年）、『左手のためのピアノ協奏曲』（1930年）、『ピアノ協奏曲 ト長調』（1931年）、『ドゥルシネア姫に心を寄せるドン・キホーテ』（1933年）の、わずか4曲である。
モーリス・ラヴェル 生涯
1927年ごろから軽度の記憶障害や言語症に悩まされていたが、1932年、パリでタクシーに乗っているときに交通事故に遭い、これを機に症状が徐々に進行していった。タクシー事故に遭った同年に、最後の楽曲『ドルシネア姫に想いを寄せるドン・キホーテ』の作曲に取りかかるが、楽譜や署名で頻繁にスペルミスをするようになり、完成が長引いている。字を書くときに文字が震え、筆記体は活字体になり、わずか50語程度の手紙を1通仕上げるのに辞書を使って1週間も費やした。動作が次第に緩慢になり、手足をうまく動かせなくなり、それまで得意だった水泳ができなくなった。言葉もスムーズに出なくなったことからたびたび癇癪を起した。また渡されたナイフの刃を握ろうとして周囲を慌てさせたが、自身の曲の練習に立ち会った際には演奏者のミスを明確に指摘している（どんな病気にかかっていたか、またその原因が交通事故によるものなのかどうかは諸説ある）。
1933年11月、パリで最後のコンサートを行い、代表作『ボレロ』などを指揮するが、このころには手本がないと自分のサインも満足にできない状態にまで病状が悪化していた。コンサート終了後、ファンからサインを求められたラヴェルは、「サインができないので、後日弟にサインさせて送る」と告げたという。1934年には周囲の勧めでスイスのモンペルランで保養に入ったが一向に回復せず、病状は悪化の一途をたどった。1936年になると、周囲との接触を避けるようになり、小さな家の庭で一日中椅子に座ってぼんやりしていることが多くなった。たまにコンサートなどで外出しても、無感動な反応に終始するか、突発的に癇癪を爆発させるなど、周囲を困惑させた。
病床にあって彼はオペラ『ジャンヌ・ダルク』などいくつかの曲の着想を得、それを書き留めようとしたがついに一文字も書き進めることができなくなったと伝えられる。あるときは友人に泣きながら「私の頭の中にはたくさんの音楽が豊かに流れている。それをもっとみんなに聴かせたいのに、もう一文字も曲が書けなくなってしまった」と呟き、また別の友人には『ジャンヌ・ダルク』の構想を語ったあと、「だがこのオペラを完成させることはできないだろう。僕の頭の中ではもう完成しているし音も聴こえているが、今の僕はそれを書くことができないからね」とも述べたという。
同時期、失語症などの権威だった神経学者テオフィル・アラジョアニヌの診察を受けるが、博士は失語症や理解障害、観念運動失行など脳神経学的な症状であると判断した。しかし脳内出血などを疑っていたラヴェルの弟のエドゥアールや友人たちはその診断に納得せず、1937年12月17日に血腫や脳腫瘍などの治療の専門家として名高かった脳外科医クロヴィス・ヴァンサンの執刀のもとで手術を受けた。しかし腫瘍も出血も発見されず、脳の一部に若干の委縮が見られただけだった。もともと万が一の可能性に賭けて手術という決断をしたヴァンサンは、ラヴェルが水頭症を発症していないことを確かめると萎縮した脳を膨らまそうとして生理食塩水を注入した。手術後は一時的に容体が改善したが、まもなく昏睡状態に陥り、意識が戻らぬまま12月28日に死去 (満62歳没) 。葬儀にはダリウス・ミヨー、フランシス・プーランク、イーゴリ・ストラヴィンスキーらが立ち会い、遺体はルヴァロワ＝ペレ（パリ西北郊）に埋葬された。
晩年を過ごしたイヴリーヌ県モンフォール＝ラモーリーにあるラヴェルの最後の家「ベルヴェデーレ(fr:Le Belvédère)」は、現在モーリス・ラヴェル博物館（Musée Maurice Ravel）となっている。浮世絵を含む絵画や玩具のコレクション、作曲に用いられたピアノなどが展示されている。
ラヴェルは一生独身を貫き、弟のエドゥワールも晩婚で子どもをもうけなかったため、ラヴェル家の血筋は途絶えた。
モーリス・ラヴェル 作風
オーケストレーションの天才、管弦楽の魔術師と言われる卓越した管弦楽法とスイスの時計職人（ストラヴィンスキー談）と評された精緻な書法が特徴。入念な完璧さへの腐心と同時に人間的豊かさを併せ持った表現力は「知性の最も微妙なゲームと心の深く隠された領域に沁み入る」とされた（ディクシオネール・ル・ロベール）。
母方の血筋であるスペインへの関心はさまざまな楽曲に見出だされる。また、『ヴァイオリン・ソナタ』『左手のためのピアノ協奏曲』『ピアノ協奏曲 ト長調』などにはジャズの語法の影響も見られる。常に新しい音楽的刺激を追い求めロマ音楽にも熱狂し、それが『ツィガーヌ』（1924年）へと繋がった。
ラヴェルはドビュッシーとともに印象主義音楽の作曲家に分類されることが多い。しかし、その作品はより強く古典的な曲形式に立脚しており、ドビュッシーとは一線を画すと同時にラヴェル本人も印象派か否かという問題は意に介さなかった。ただし自身への影響を否定はしながらも、ドビュッシーを尊敬・評価し、1902年には対面も果たしている。また、ドビュッシーもラヴェルの弦楽四重奏曲ヘ長調を高く評価するコメントを発表している。
モーリス・ラヴェル 作風
ラヴェル自身はモーツァルトおよびフランソワ・クープランからはるかに強く影響を受けていると主張した。また彼はエマニュエル・シャブリエ、エリック・サティの影響を自ら挙げており、「エドヴァルド・グリーグの影響を受けてない音符を書いたことがありません」とも述べている。さらに先述のようにスペイン音楽・ジャズに加え、アジアの音楽およびフォークソング（民謡）を含む世界各地の音楽に強い影響を受けていた。アジアの音楽については、パリ音楽院に入学した14歳の春に、パリ万国博覧会で出会ったカンボジアの寺院、タヒチ島の人々の踊り、インドネシアのガムランなどに大きな影響を受けている。
また、リヒャルト・ワーグナーの楽曲に代表されるような宗教的テーマを表現することを好まず、その代わりにインスピレーション重視の古典的神話に題を取ることを好んだ。
モーリス・ラヴェル 作風
『ピアノ協奏曲ト長調』について、モーツァルトおよびサン＝サーンスの協奏曲がそのモデルとして役立ったと語っている。1906年ごろに協奏曲『Zazpiak Bat』（「バスク風のピアノ協奏曲」（直訳では「7集まって1となる」というバスク人のスローガン）を書くつもりだったが、結局それが完成されることはなかった。ノートの残存や断片から、バスクの音楽から強い影響下にあることが確認される。ラヴェルはこの作品を放棄したが、かわりにピアノ協奏曲などほかの作品のいくつかの部分で、そのテーマとリズムを使用している。
ラヴェルは「作曲家で音楽理論家アンドレ・ジュダルジュ（André Gedalge）がわたしの作曲技術の開発において非常に重要な人でした」とコメントしている（ジュダルジュは対位法教程を残した最初期の作曲家でもある）。
また、ラヴェルは自身の創作姿勢については以下のように説明している。
「わたしは単純に芸術家の意識の錯乱を拒否します。 わたしたちは良い労働者であるべきです。 わたしの目標は「技術的な完成度」です。 そこにはけして到達できないと確信しているため、無限に到達しようと試みることができます。 重要なことは常に近づいていくことです。 まちがいなく芸術(作品）は作者以上の影響力を持っていますが、私の意見では、そこに別の目的を差し挟んではいけません」 （ラヴェル、Esquisse autobiographique、1928）
当時、一部の批評家はラヴェルの音楽を冷たく、空虚で人工的と評した。 芸術とメカニズムへの愛を決して否定しなかったラヴェルは、作家エドガー・アラン・ポーを引用し「感性と知性の中間点」と言う有名なフレーズで此れに反駁した。
「それにしても、人々は私が「自然に人工的」であるということを理解できないのだろうか？」
モーリス・ラヴェル 後世への影響
「作曲家は創作に際して個人と国民意識、つまり民族性の両方を意識する必要がある」というのがラヴェルの考え方だった。1928年、アメリカとカナダの25都市の大きなコンサートホールでピアノ公演を行うために渡米した際も、アメリカの作曲家たちに「ヨーロッパの模倣ではなく、民族主義スタイルの音楽としてのジャズとブルースを意識した作品を作るべきだ」と述べており、一説によればオーケストレーションの教えを乞うたジョージ・ガーシュウィンに対して「あなたはすでに一流のガーシュウィンなのだから、二流のラヴェルになる必要などない」と言ったといわれている。
彼の曲を得意とするピアニストはマルグリット・ロンや彼女の弟子のサンソン・フランソワなどがいるが、特にラヴェル本人から楽曲について細かいアドヴァイスを受ける機会があったヴラド・ペルルミュテールは、ラヴェルの意図を忠実に再現したラヴェル弾きと言われる。
モーリス・ラヴェル 代表的な作品
※括弧内の西暦は作曲年
マ・メール・ロワ（組曲）（Ma Mère l'Oye、1908年 - 1910年）
眠りの森の美女のパヴァーヌ（Pavane de la belle au bois dormant）
親指小僧（Petit Poucet）
パゴダの女王レドロネット（Laideronnette, Impératrice des Pagodes）
美女と野獣の対話（Les Entretiens de la Belle et de la Bête）
妖精の園（Le Jardin Féerique）
高雅で感傷的なワルツ（Valses nobles et sentimentales、1911年）
モデレ（Modéré - Très franc）
アッセ・ラン（Assez lent）
モデレ（Modéré）
アッセ・ザニメ（Assez animé）
プレスク・ラン（Presque lent）
アッセ・ヴィフ（Assez vif）
モワン・ヴィフ（Moins vif）
エピローグ、ラン（Épilogue: Lent）
モーリス・ラヴェル 代表的な作品
ジャック・ルーシェの依頼によるバレエのための編曲。組曲版とは順番が違い、前奏曲と間奏曲が付加され、全体が続けて演奏される。1912年に初演。
前奏曲（Prélude）
第1場: 紡ぎ車の踊りと情景（Danse du rouet et scène）
第2場: 眠りの森の美女のパヴァーヌ（Pavane de la belle au bois dormant）
第3場: 美女と野獣の対話（Les entretiens de la Belle et de la Bête）
第4場: 親指小僧（Petit poucet）
第5場: パゴダの女王レドロネット（Laideronnette, impératrice des Pagodes）
アポテオーズ: 妖精の国（Le jardin Féerique）
ドビュッシーが同時期に、第1曲、第2曲と同じ詩に作曲している。
ドゥルシネア姫に思いを寄せるドン・キホーテ（Don Quichotte à Dulcinée）
ロマンティックな歌（Chanson romanesque）
勇士の歌（Chanson épique）
乾杯の歌（Chanson à boire）
もともと1933年の映画「ドン・キホーテ」(Don Quixote)の劇中歌として作られたが、映画では使用されなかった（イベールの曲が採用された）。ラヴェル最後の完成作品。
モーリス・ラヴェル 記念施設
モーリス・ラヴェル博物館
パリ郊外モンフォール＝ラモーリー（パリ・モンパルナス駅より約50分、駅前より徒歩45分または車）にある最晩年の家をそのまま保存し、博物館として展示している。
墓碑
パリ近郊ルヴァロワ（パリ・サン・ラザール駅より約15分）の墓地にある。
EANコード
EANコード（イアンコード、European Article Number）は、商品識別コードおよびバーコード規格の一種である。日本では「JANコード」（ジャンコード、Japanese Article Number）とも称され、日本で最も普及している商品識別コードである。
EANコードはサプライチェーンの国際標準化団体であるGS1が標準化しているGTIN（Global Trade Item Number：商品識別コード）の一種である。国際的には13桁のEANコードをGTIN-13、8桁短縮タイプのEANコードをEAN-8とも呼ぶが、複数の呼称があるだけで、指すものやコード体系は同一である。（つまり、JANコード13桁＝EANコード13桁＝GTIN-13）
EANコードから生成されたバーコードシンボルは、市販される多くの商品にソースマーキングとして印刷または貼付され、POSシステム、在庫管理、サプライチェーン・マネジメントの受発注システムなどで価格や商品名を検索するためのキーとして使われる。
EANコード
EANコードの前に1～8の数字1桁（インジケータ）を足し、チェックデジット再計算した集合包装用商品コード（ITF-14、GTIN-14とも呼ばれる）は物流現場で用いられることが多く、ITFシンボルというバーコードで表現される。（なお、先頭が0の商品識別コードがITFシンボルに表示されている場合、そのコード自体はEANコード（GTIN-13）である。）
EANコードは単なる「コード」であるため単体では利用されず、商品名や価格などの情報を蓄積したデータベースシステムに連動し、検索キー入力作業を機械化する目的で使用される（EANコードは商品を識別する番号として使われ、商品番号、商品名、価格などの情報は別の台帳で管理される。EANコードの商品コードと商品番号は一致していることが多いが必須ではない。）。
EANコード EANコード体系
日本は、"49”または“45”から始まるの13桁標準タイプまたは8桁短縮タイプを使用している。13桁は
で構成する。
表示スペースが限られている商品に使用する短縮タイプ（8桁）はワンオフキーとしてGS1 Japanから発行される。使用には別途申請が必要である。
日本のGS1事業者コードは「GS1 Japan（一般財団法人流通システム開発センター）」が一元管理し、各企業に貸与している。商品アイテムコードは各企業で設定・管理する必要がある。また、GS1 Japanが提供するデータベースサービス「GS1 Japan Data Bank」を活用することも可能。
生鮮食品や会員証など販売店がバーコードラベルを作成して貼付するインストアマーキングは、先頭の国コードにUPC互換の“02”“04”、または“20” - “29”を使用する。先頭が02のコードは、データベースの売価を参照しないNON-PLU (non-price lookup) で、計量商品などで使用する。
EANコード JANシンボルの規格・構成
EANコードを表現するJANシンボルは、米国で規格化されて主に北米で使用される「UPCコード」と互換性がある。「JIS B 9550 共通商品コード用バーコードシンボル」として1978年に標準化され、1987年にX（情報処理）部門が新設されてJIS X 0501となった。その後、2004年3月に2000年に第1版として発行されたISO/IEC 15420:2000，Information technology−を翻訳したJIS X 0507が規格化されている。（2009年にJIS X 0501は廃止）。
JANシンボルは13桁または8桁で構成され、日本のPOSシステムは多くがUPCを利用可能である。UPCは12桁または8桁で構成され、UPCのみに対応する北米のPOSシステムではJANシンボルを利用できない。JANシンボル短縮タイプ（8桁）もUPCのみに対応するPOSシステムでは利用できない。
UPCは2005年からEAN/JANと同じコード体系へ移行し、国コードの10 - 13を米国とカナダに割り当てる。
※UPCの体系変更に伴い、従来“10”と“11”を使用していた雑誌バーコードは、2004年6月1日発売分の雑誌から、“491”で始まる13桁にアドオンコード5桁を追加した合計18桁で構成するJANコード体系に沿った仕様へ変更した。
EANコード JANシンボルの仕様
JANシンボルは、13桁または8桁の数字のみで構成する。これを幅の異なるスペースとバーで表現し、商品にマーキングする。バーコードは「白い隙間と黒棒」と表現されることが多いが、投射光に対する反射率の差異が規定を充たせば、色調に規定はない。
また、バーコードスキャナで読取できない場合に目視確認するための数字（HRI、目視可能文字）をバーコードの下部に表示する必要がある。OCRBフォントが多い。
バーとスペースを構成する最小単位を「モジュール」と呼び、各モジュールは白または黒の情報をもつ（即ちモジュールはバーあるいはスペースの最小幅であり、ここでいう白または黒の情報はそれぞれ最小幅のスペースとバーを指す）。このモジュールを複数並べて、いろいろな幅のバーやスペースを表現する。EANコードは、バーおよびスペースの幅が4種類ある「4値コード」で、1キャラクタ（1桁）は7モジュールで、2つのバーと2つのスペースで構成される。
1キャラクタ分の7モジュールを順に「白黒黒黒黒白黒」とした場合は、「幅が1のスペース」「幅が4のバー」「幅が1のスペース」「幅が1のバー」となる。これで1キャラクタとなり、このようにして作成したキャラクタを連続して配置する。さらに左右にマージンとガードバー、中央にセンターバーを配置し、合計113モジュールで13桁のEANコード「標準バーコード」となる。
EANコード JANシンボルの仕様
※左マージン(11)＋左ガードバー(3)＋データキャラクタ6桁(42)＋センターバー(5)＋データキャラクタ5桁(35)＋チェックディジット1桁(7)＋右ガードバー(3)＋右マージン(7)＝113モジュール
8桁で構成される「短縮コード」の場合は、左右のマージンが7モジュールに短縮されることと、データキャラクタが4＋3桁になる点が異なるだけで他は同様となり、全体では81モジュールで構成される。
※左マージン(7)＋左ガードバー(3)＋データキャラクタ4桁(28)＋センターバー(5)＋データキャラクタ3桁(21)＋チェックディジット1桁(7)＋右ガードバー(3)＋右マージン(7)＝81モジュール
二進化十進表現
二進化十進数 (BCD、Binary-coded decimal ) とは、コンピュータにおける数値の表現方式の一つで、十進法の1桁を、0から9までを表す二進法の4桁で表したものである。「二進化十進符号」などとも呼ばれる。3増し符号など同じ目的の他の方式や、より一般的に、十進3桁を10ビットで表現するDensely packed decimalなども含めることもある。
二進化十進表現 概要
一般に二進法の4桁(ニブル)は、0から15までの整数を表すことができる。二進化十進法ではこのうちの最初の10個を有効な数値として扱う。
例えば、127 という整数値は、 0001、0010、0111 という3つのBCDで表される。
二進化十進数には、ゾーン形式とパック形式があり、用途に応じて使い分けられる。
符号部を持たないパック形式では、ファイルなどの中の二進化十進数値を十六進法で表示すると十進と同じように表示される。例えば、十六進で「1234」と表示されるデータは、整数値 1234 のことである。また、機種や文字コードに依存するものの、一般にゾーン形式では8ビット文字表示すると十進と同じように表示される。ただし、符号部を持つ場合も多く、上記の表示が必ずしもわかりやすいとは言えないこともある。
簡単な利用法としては、電子回路上で、0 - 9を表示可能なBCD対応の数字表示素子1つに対してBCDの4桁を4本の入力信号として直接入力する、等の使われ方がある。二進法で扱う場合と違い、表示素子に入力する前の変換が要らずデータバス上の信号をそのまま利用できるというメリットがある。
二進化十進表現 概要
二進法で計算を行う多くのコンピュータでは、二進化十進表現を使用する機能（または、計算結果を補正するための機能）を備えている。
本来、コンピュータでは二進法で演算するのがコンピュータ資源（レジスタ、メモリ、計算量）の有効利用になる。それでも二進化十進数が有効な場合があるのは、二進法と十進法との変換を回避することに「社会的な価値」があるからである。つまり二進化十進数は純粋なコンピュータの問題ではなく、十進法社会という現実からの要請による。
「社会的な価値」の具体例として、小数の丸め処理が挙げられる。0.1 のような値は十進法では有限桁で表記可能だが、二進法では無限桁の循環小数となる。このため、一般的な二進法の浮動小数点数演算では 0.1 の表現に丸め誤差があるので、それを繰り返し足し込むと誤差の影響が無視できなくなることがある。例えば以下の Java プログラムを実行すると、double 型を使って 0.1 を 10,000 回加えた結果は 1,000.0 ではなく 1,000.0000000001588 となることがわかる。
二進化十進表現 概要
このような問題を避けるため、処理対象の値が十進の場合は、コンピュータ内の処理も二進化十進数で実装されることが少なくない。通貨を扱う事務アプリケーションなどが、しばしばこのケースに該当する。
なお、10.0 / 3.0 を計算する時には全く何も変わらない同様の問題を十進でも抱えている。このようなケースでは、二進化十進数でも正確に表す事はできない。
デ=ジュレ標準による標準化の要請が根強く存在していることもあって、浮動小数点表現の標準であるIEEE 754に2008年の改訂で十進浮動小数点が追加された。これには、より効率の良い Densely packed decimal（DPD）方式が採用された。
気圧
気圧（きあつ、英語: air pressure）とは、気体の圧力のことである。単に「気圧」という場合は、大気圧（たいきあつ、英語: atmospheric pressure、大気の圧力）のことを指す場合が多い。
気圧は計量単位でもある。日本の計量法では、圧力の法定の単位として定められている（後述）。
気圧 気体の圧力
気体の圧力は、温度や体積の影響を受ける。例えば、気体を一定の体積のまま（容器に閉じ込めた状態に相当する）加熱すると、気圧は温度とほぼ比例して上昇する。このような、気圧と体積、温度についての関係は、ボイルの法則 、シャルルの法則、ボイル＝シャルルの法則  などにより示されている。
気体の圧力は、混合気の場合、構成している気体のそれぞれの圧力（分圧）の合計となる。
気圧 大気圧
空気も物質であるため、質量があり、地球の重力を受ける。これに対して応力があり、さらに、重力とこれがつりあうことで大気が力学的に平衡に近い状態にある。地球をおおっている大気の層によって、海面では、面積1cm2あたり約1kgf（水銀柱で約76cm、水の場合約10mに相当）の圧力がかかる。これを大気圧または単に気圧という。高所ほど、その上方にある空気柱の高さが低くなるので、気圧は低くなる。海面での大気圧を 1 とする圧力の単位としても用いられる。
海上の水蒸気蒸発によって、上昇気流が発生する箇所の空気の密度がやや下がり、気圧がやや低くなることがあるなど、同じ海抜高度でも、少しずつ気圧は異なり、気圧の高低は常に変化する。この気圧の山や谷を高気圧、低気圧と呼ぶ。気圧の差が生じると、高気圧の空気が低気圧の領域に流れ込む。これが風のおもな成因になっている。
気圧の測定には気圧計やラジオゾンデを用いる（気象業務法第1条の2、気象業務法第1条の3も参照）。
天気予報では、気圧の単位は、かつてはCGS単位系のミリバール (mb)、トル (Torr) または水銀柱ミリメートル (mmHg) が使われていたが、現在は国際単位系 (SI) のヘクトパスカル (hPa) が使用されている。
気圧 大気圧の変動
大気圧は高度や緯度によっても変化する。標準大気圧(1気圧)は海面上で 1013.25 hPa とされるが、大気圧は上方の空気の重みを示す圧力であるから、高所へいくほど低下する。高度上昇と気圧低下の比率は、低高度では概ね 10 m の上昇に対して 1.2hPa であり、計算上富士山頂で約0.7気圧、高度5,500 m で約0.5気圧、エベレストの頂上では約0.3気圧になる。ただし、高度により（気圧により）空気の密度が異なるため、高度上昇に対する気圧低下の比率は一定ではない。式で表すととなる。(高度11kmまで適用)
これで標高  mの気圧 Pa を求められ、標準気圧、温度減率、絶対温度、乾燥空気の平均分子量、気体定数、重力加速度 を用いて表される。
高度が上がるに従い、高度上昇と気圧低下の比は緩やかなものとなる。このような高度による気圧の変化を利用した高度計も作られている。
また、大気が太陽光などの熱により、局所的に加熱される場合、体積が増して密度が低下する。膨張した軽い空気は周囲の重い空気により押し上げられるため、上昇気流を生む。逆に大気が冷却されると、体積が減少、密度が増して沈降し下降気流を生む。
気圧 大気圧の変動
緯度により、大気および地表が太陽から受ける熱のエネルギー密度は異なる。赤道周辺が、年間を通じて大気が暖められ高温であるのと比較し、極地周辺は、常に低温である。このような緯度による大気の温度差により、赤道直下や極地では特有の上昇流、下降流が生じ、それぞれ熱帯収束帯や極高圧帯を形成する。気圧差によって、高気圧地域から低気圧地域に向けて風が吹き、貿易風や偏西風、極東風となる。これらは、ハドレー循環（熱帯収束帯と亜熱帯高圧帯間）、フェレル循環（亜熱帯高圧帯と高緯度低圧帯間）、極循環（高緯度低圧帯と極高圧帯間）と呼ばれる。このような大気の大規模な循環を、大気循環と呼ぶ。また、海洋と陸地とを比較すると、海水の熱容量の大きさから、海洋は陸地より温度変化が少ない。よって、太陽光が強い状況では、陸地が海洋より高温になることが多く、陸地に低気圧、海洋に高気圧の配置となり、海洋から陸地に向け風が吹く。陸地が冷却される状況では、この逆である。これにより、海陸風やモンスーンが発生する。
気圧 単位としての気圧
上述のように、海面での大気圧は圧力（特に気圧や水圧）の単位としても用いられる。海面での大気圧を「1 気圧」とする。単位としての「気圧」の元々の定義は「海面での大気圧」であるが、大気圧は場所や気象条件によって異なる。そこで、海面での大気圧の標準の値として標準気圧を定め、この値を1気圧と定義した。
標準大気圧は、1954年の第10回国際度量衡総会 (CGPM) において、正確に 101 325 パスカル (Pa) と定められた。これは、元々は760 水銀柱ミリメートル (mmHg) をパスカルに換算し、小数点以下の端数を切り捨てたものである。
現在では、気圧は、国際単位系 (SI) においては定義されていない非SI単位である。しかし日本の計量法においては、法定の計量単位として定義されている。計量法における定義は、1954年CGPMにおけるものと同一の、101 325 パスカルである。
気圧の単位記号は、大気を意味する atmosphere に由来する atm である。
水銀柱ミリメートルとトルは、計量法体系において、全く同一の定義となっていて、どちらも正確に 101 325/760Pa である。これは標準気圧の1⁄760という意味である。約 133.322Pa に当たる。
また、1 気圧 は 1 バール に数値が近い（1atm = 正確に1.01325 バール）が 1.325%の差がある。
生化学
生化学（せいかがく、英: biochemistry）または生物化学（せいぶつかがく、英: biological chemistry）は、生体内および生物に関連する化学的プロセスを研究する学問である。化学と生物学の下位分野である生化学は、構造生物学、酵素学、代謝学の3つの分野に分けられる。20世紀の最後の数十年間で、生化学はこれらの分野を通じて、生命現象を説明することに成功した。生命科学のほとんどの分野は、生化学的な方法論と研究によって解明され、発展してきた。生化学は、生きた細胞中や細胞間で生体分子に起こる過程を生み出す化学的基盤を理解することに重点を置いており、それにより組織や器官、そして生物の構造と機能をより深く理解するのにつなげている。また生化学は、生物現象の分子機構を研究する分子生物学とも密接に関係する。
生化学
生化学は、タンパク質、核酸、炭水化物、脂質などの生体高分子の構造、結合、機能、そして相互作用に大きく関わっている。これらの分子は、細胞の構造を作り、生命機能の多くの役割を担っている。また、細胞の化学的性質は、小分子やイオンの反応にも依存しており、それには、水や金属イオンなどの無機物や、タンパク質合成のためのアミノ酸などの有機物が含まれる。細胞が、化学反応によって環境からエネルギーを取り出す機構は、代謝として知られている。生化学の主な応用分野は、医学、栄養学、そして農業である。医学では生化学者は病気の原因や治療法を、栄養学では健康と幸福を維持する方法や、栄養不足の影響を研究している。農業では土壌や肥料を研究し、作物の栽培、貯蔵、害虫制御の改善を目標としている。生化学は、プリオンなどの複雑な対象を理解する上でも重要である。
生化学 歴史
生化学を最も広い意味で捉えると、生物の構成要素や組成、それらがどのように組み立てられて生命が作られているかを研究する学問と見なすことができる。この意味で、生化学の起源は古代ギリシャまでさかのぼることができるが、特定の科学分野としての生化学は、19世紀のいつか、あるいはもう少し前に始まったといえる。生化学の正確な始まりは、焦点を当てる側面によって異なる。18世紀後半にカール・ヴィルヘルム・シェーレが生物から乳酸（1780年）やクエン酸（1784年）を単離したが、こうした有機化合物は生体からのみ抽出しうるものと考えられていた。1833年にアンセルム・ペイアンが最初の酵素であるジアスターゼ（現在のアミラーゼ）を発見したことを主張する人もいれば、1897年にエドゥアルト・ブフナーが無細胞抽出物でアルコール発酵の複雑な生化学過程を最初に証明したことを考える人もいる。また、ユストゥス・フォン・リービッヒが1842年に発表した『Animal chemistry, or, Organic chemistry in its applications to physiology and pathology』という、代謝の化学的理論を提示した影響力のある著作や、それ以前の18世紀のアントワーヌ・ラヴォアジエによる発酵と呼吸の研究を挙げる人もいる。近代生化学の創始者と呼ばれ、生化学の複雑な層を解明するのに貢献した多くの先駆者には、タンパク質の化学的性質を研究したエミール・フィッシャーや、酵素や生化学の動的性質を研究したフレデリック・ホプキンズが挙げられる。
生化学 歴史
生化学（英: biochemistry）という言葉は、生物学と化学の組み合わせに由来する。1877年、フェリクス・ホッペ＝ザイラーが、『Zeitschrift für Physiologische Chemie』（現在のBiological Chemistry誌）の創刊号の序文で、生理化学（physiological chemistry）の同義語としてこの言葉（独: biochemie）を使用し、この分野に特化した研究機関の設立を提唱した。しかし、この言葉は1903年にドイツの化学者カール・ノイベルグが作ったとされることも多く、またフランツ・ホフマイスターが作ったとする説もある。
生化学 歴史
かつては、生命やその材料には、非生物に見られるものとは異なる本質的な性質や物質があり、生命の分子を作り出せるのは生物だけであると広く信じられていた（生命原理と呼ばれる）。1828年、フリードリヒ・ヴェーラーが、シアン酸カリウムと硫酸アンモニウムから尿素を合成した論文は、生命原理を覆し、有機化学を確立したとする見方もある。しかし、彼の手によって生気論が死んだとヴェーラー合成を否定する人もいて、論争を巻き起こした。その後、生化学は進歩し、特に20世紀半ば以降、クロマトグラフィー、X線回折、二重偏光干渉法、NMR分光法、放射性同位体標識（放射性トレーサー）、電子顕微鏡、分子動力学シミュレーションなどの新しい技術が導入された。これらの技術により、物質を精製したり、解糖やクレブス回路（クエン酸回路）のような、多くの細胞内分子や代謝経路の発見と詳細な解析が可能となり、生化学を分子レベルで理解することにつながった。
遺伝子の発見と、細胞内での情報伝達に果たすその役割は、生化学の歴史におけるもうひとつの重要な出来事である。1950年代、ジェームズ・D・ワトソン、フランシス・クリック、ロザリンド・フランクリン、モーリス・ウィルキンスは、DNAの構造を解明し、遺伝情報の伝達との関係を示唆することに貢献した。1958年、ジョージ・ビードルとエドワード・タータムは、菌類において1つの遺伝子が1つの酵素を作り出すことを明らかにし、ノーベル賞を受賞した。1988年には、コリン・ピッチフォークがDNA証拠を使って殺人罪で初めて有罪判決を受け、法医学の発展につながった。最近では、アンドリュー・ファイアーとクレイグ・キャメロン・メローが、遺伝子発現を抑制するRNA干渉（RNAi）の役割を発見し、2006年のノーベル賞を共同受賞した。
生化学 出発物質：生命の化学的要素
さまざまな種類の生物学的な生命には、約20種類の化学元素が不可欠である。地球上の希少元素の大半（セレンとヨウ素は除く）は生命に必要ではなく、アルミニウムやチタンなど豊富に存在する一般的な元素の中には、生命に利用されないものもある。ほとんどの生物は同じような元素を必要とするが、植物と動物には若干の違いがある。たとえば、海洋性藻類は臭素を利用するが、陸上の動物や植物はまったく必要ないようである。また、ナトリウムはすべての動物で必要であるが、植物には必須ではない。逆に、植物にはケイ素とホウ素が必要だが、動物には不要か、あるいは極微量しか必要ない場合がある。
ヒトを含む生体細胞の質量のほぼ99%を、炭素、水素、窒素、酸素、カルシウム、リンのわずか6元素が占めている（完全な一覧は人体の構成を参照）。人体の大部分を構成するこれら6種類の主要元素とは別に、ヒトはさらに18種類以上の元素を少量ずつ必要とする。
生化学 生体分子
生化学における4種類の主要な分子（生体分子と呼ばれる）は、炭水化物、脂質、タンパク質、および核酸である。多くの生体分子はポリマー（重合体）である。この文脈ではモノマー（単量体）は比較的小さな高分子であり、それらが脱水合成と呼ばれる過程で互いに結合し、生体高分子と呼ばれる大きな高分子を形成している。また、さまざまな高分子が集合して、より大きな複合体を形成することがあり、これは生物学的活性に必要とされることも多い。
炭水化物は、主にエネルギーの貯蔵と構造の提供という機能を持っている。よく知られている糖類であるグルコースは炭水化物の一つであるが、すべての炭水化物が糖類というわけではない。炭水化物は、地球上に最も多く存在する生体分子であり、エネルギー貯蔵、遺伝情報の保存、細胞間の相互作用やコミュニケーションなど、さまざまな役割を果たしている。
生化学 生体分子
単糖は最も単純な炭水化物で、炭素、水素、酸素を通常は1:2:1の比率で含んでいる（一般式はCnH2nOn、nは少なくとも3）。グルコース(C6H12O6)は最も重要な炭水化物であり、その他には甘い果物に含まれるフルクトース(C6H12O6)や、DNAの構成要素であるデオキシリボース(C5H10O4)などがある。単糖には、非環式（開鎖型）と環式の状態がある。開鎖型は、一方の端のカルボニル基と他方の端のヒドロキシ基の酸素原子により架橋された炭素原子の環に変化したものである。この環状分子は、直鎖状がアルドースかケトースかによって、ヘミアセタール基かヘミケタール基を持つ。
これらの環状分子は、通常5個または6個の原子を含む環を持ち、それぞれフラノースおよびピラノースと呼ばれる。同様の炭素-酸素環を持つ最も単純な化合物であるフランおよびピラン（炭素-炭素二重結合を持たない）に類似していることから、その名が付けられた。たとえば、アルドヘキソースのグルコースは、炭素1の水酸基と炭素4の酸素の間でヘミアセタール結合を形成し、グルコフラノースと呼ばれる5員環の分子を作ることができる。同様の反応は炭素1と炭素5の間でも起こり、グルコピラノースと呼ばれる6員環の分子ができる。7員環のヘプトース (en:英語版) はまれである。
生化学 生体分子
2つの単糖はグリコシド結合またはエステル結合で結合し、脱水反応によって水分子が放出されて二糖になる。二糖のグリコシド結合を切断して2つの単糖に分解する逆の反応を加水分解という。最もよく知られた二糖類はスクロース（普通の砂糖）で、グルコース分子とフルクトース分子が結合したものである。もう一つの重要な二糖類は、牛乳に含まれるラクトース（乳糖）で、これはグルコース分子とガラクトース分子が結合したものである。乳糖はラクターゼという酵素によって加水分解され、この酵素が欠乏すると乳糖不耐症になる。
単糖が数個（3-6個程度）結合したものをオリゴ糖と呼ぶ（オリゴは「少数」の意味）。この分子は、マーカーやシグナルとして使われるなど、さまざまな用途も持っている。単糖が多数結合して多糖を形成する。これらは、1本の長い直鎖で結合することもあれば、分岐した構造になることもある。最も一般的な多糖にはセルロースとグリコーゲンがあり、どちらもグルコースモノマーの繰り返しから構成されている。セルロースは植物の細胞壁の重要な構造成分であり、グリコーゲンは動物のエネルギー源として貯蔵されている。
生化学 生体分子
糖には還元末端または非還元末端がある。炭水化物の還元末端は、開鎖アルデヒド（アルドース）またはケト体（ケトース）と平衡状態にある炭素原子である。このような炭素原子でモノマーの結合が起こると、ピラノースやフラノース型の遊離ヒドロキシ基が他の糖のOH側鎖と交換され、完全なアセタールが生成される。これにより、アルデヒド型やケト型になることは抑止され、非還元性の修飾残基となる。ラクトースでは、グルコース部分は還元末端であり、ガラクトース部分はグルコースのC4-OH基と完全なアセタールを形成する。サッカロースでは、グルコースのアルデヒド炭素（C1）とフルクトースのケト炭素（C2）の間で完全なアセタールが形成されるため、還元末端は存在しない。
脂質は、生体由来の比較的水に溶けないまたは非極性の化合物グループの総称である。この範ちゅうには、ワックス、脂肪酸、脂肪酸由来のリン脂質、スフィンゴ脂質、糖脂質、およびテルペノイド（レチノイドやステロイドなど）などが含まれる。脂質には、直鎖状の脂肪族分子もあれば、環状構造を持つものもある。また、芳香族（環状と平面状の構造を持つ）分子もあれば、非芳香族分子もある。脂質には柔軟なものもあれば、硬いものもある。
生化学 生体分子
脂質は通常、グリセロールが他の分子と結合して作られている。バルク脂質の主要なグループであるトリグリセリドは、1分子のグリセロールと3つの脂肪酸が含まれる。ここでいう脂肪酸はモノマーとみなされ、飽和（炭素鎖に二重結合がない）または不飽和（炭素鎖に一つ以上の二重結合がある）のいずれかになる。
脂質は通常、非極性の部分と極性の部分の両方を持っている。脂質の主な構造は非極性、つまり疎水性（水をはじく）であり、水のような極性溶媒とは混ざりにくい。しかし、脂質には極性または親水性（水になじむ）の部分もあり、水などの極性溶媒と結合する傾向がある。このため脂質は、疎水性部と親水性部の両方を持つ両親媒性分子となっている。コレステロールを例に取れば、極性基は単なる-OH（ヒドロキシ基またはアルコール）である。リン脂質の場合、後述のように、より大きくて極性の強い極性基を持つ。
生化学 生体分子
脂質は、私たちの毎日の食生活を支える重要なものである。バター、チーズ、ギーなど、料理や食事に使う油や乳製品のほとんどは脂肪でできている。植物油には、さまざまな多価不飽和脂肪酸（PUFA）が豊富に含まれている。脂質を含む食品は、体内で消化され、最終的な産物である脂肪酸とグリセロールに分解される。脂質、特にリン脂質は、非経口輸液などの共溶解剤として、あるいはリポソームやトランスファソームなどの薬物担体として、さまざまな医薬品にも使用されている。
生化学 生体分子
タンパク質は、マクロバイオポリマーとも呼ばれる非常に大きな分子で、アミノ酸というモノマーから構成されている。各アミノ酸は、α炭素原子にアミノ基（–NH2）、カルボン酸基（–COOH、ただし生理学的条件下では–NH3+や–COO−として存在する）、単一の水素原子、および固有の側鎖（一般に –R と表記される）が結合したものである。この側鎖「R」によって、20種類の標準的なアミノ酸がそれぞれ区別される。この側鎖基「R」がアミノ酸に異なる性質を与え、タンパク質の全体の立体構造に大きな影響を与える。たとえば神経伝達物質として機能するグルタミン酸のように、単独または修飾された形で機能を持つアミノ酸もある。アミノ酸は、脱水合成という過程でペプチド結合を形成し、互いに結合する。このとき、一方のアミノ酸のアミノ基の窒素と、別のアミノ酸のカルボン酸基の炭素が結びつき、水分子が放出される。こうして作られた分子をジペプチドと呼び、短いアミノ酸の配列（通常は30個以下）はペプチドまたはポリペプチド、より長い鎖はタンパク質と呼ばれる。たとえば、血清タンパク質であるアルブミンは、585個のアミノ酸残基から構成されている。
生化学 生体分子
タンパク質は、構造的な役割と機能的な役割の両方に関与している。たとえば、アクチンとミオシンというタンパク質は、骨格筋の収縮を担っている。多くのタンパク質が持つ特性の1つは、特定の分子または分子群に特異的に結合する能力を持つことである。たとえば、抗体は、特定の1種類の分子に結合するタンパク質である。抗体は、2本の重鎖と2本の軽鎖が、アミノ酸間のジスルフィド結合によって結合して構成されている。抗体は、N末端ドメインの違いにより、標的分子と特異的に結合することができる。
生化学 生体分子
酵素結合免疫吸着法（ELISA）は抗体を利用した検査法で、現代医学でがさまざまな生体分子を検出するための最も高感度な方法の一つである。しかし、酵素は最も重要なタンパク質であると考えられている。生細胞内でのほぼすべての反応は、反応の活性化エネルギーを低減させるために酵素が必要である。酵素の分子は、基質と呼ばれる特定の反応分子を識別し、それらの間の反応を触媒することができる。酵素は反応の活性化エネルギーを引き下げることで、その反応速度を1011倍以上に向上させ、通常、自然に起こるのに3,000年以上かかる反応を、1秒以内に起こせる可能性がある。この過程で酵素自体が使い果たされることはなく、新たな一連の基質を用いて同じ反応を触媒し続けることができる。さまざまな修飾剤を用いることで、酵素の活性を調節し、細胞の生化学的な制御を行うことができる。
生化学 生体分子
タンパク質の構造は、慣例で4段階に分類される。一次構造とは、たとえば「アラニン-グリシン-トリプトファン-セリン-グルタミン酸-アスパラギン-グリシン-リジン…」というように、アミノ酸が一列に並んだ状態のことである。二次構造は、局所的な形態に着目したもので、特定のアミノ酸の組み合わせが、αヘリックスというらせん状に巻きついたり、βシートという板状に折り重なる傾向がある。下の図には、いくつかのαヘリックスをもつヘモグロビンが示されている。三次構造とは、タンパク質の全体的な立体形状を指し、アミノ酸の配列によって決定される。実際、ヘモグロビンのα鎖には146個のアミノ酸残基が含まれ、その6位のグルタミン酸残基がバリン残基に置換された鎌状赤血球症のように、配列の一つの変えると構造全体が変わることがある。四次構造は、4つのサブユニットを持つヘモグロビンのように、複数のペプチドサブユニットを持つタンパク質の構造を扱っている。すべてのタンパク質が複数のサブユニットを持つわけではない。
摂取されたタンパク質は、通常、小腸で個々のアミノ酸やジペプチドに分解され、体内に吸収される。その後、再び組み合わされて新しいタンパク質が作られる。アミノ酸は、解糖、クエン酸回路、ペントースリン酸経路の中間生成物を使用して作られる。ほとんどの細菌や植物は、20種類すべてのアミノ酸を作るのに必要な酵素を持っている。しかし、ヒトをはじめとする哺乳類は一部の酵素を持たないため、イソロイシン、ロイシン、リシン、メチオニン、フェニルアラニン、トレオニン、トリプトファン、バリンを作ることができない。これらは食餌から摂取しなければならないため必須アミノ酸と呼ばれる。哺乳類は、アラニン、アスパラギン、アスパラギン酸、システイン、グルタミン酸、グルタミン、グリシン、プロリン、セリン、チロシンを合成することができ、これらは非必須アミノ酸と呼ぶ。アルギニンやヒスチジンは作ることができるが、成長期の動物には十分な量を産生できないので、必須アミノ酸とされることがある。
アミノ酸からアミノ基を取り除くと、α-ケト酸という炭素骨格が生成する。トランスアミナーゼ（アミノ基転移酵素）と呼ばれる酵素は、あるアミノ酸（α-ケト酸になる）から別のα-ケト酸（アミノ酸になる）へ、アミノ基を容易に転移させることができる。この過程はタンパク質生合成において重要である。多くの生化学的経路では、他の経路からの中間体がα-ケト酸骨格に変換された後、多くの場合、このアミノ基転移によってアミノ基が付加される。その後、アミノ酸が結合してタンパク質が形成されることもある。
タンパク質が分解される際にも、同様の過程で行われる。最初にタンパク質は加水分解され、個々のアミノ酸になる。血液中にアンモニウムイオン（NH4+）として存在する遊離アンモニア（NH3）は、生物にとって有毒であるため、生物の必要に応じてさまざまな方法で排泄しなければならない。動物では、その必要性に応じて、さまざまな戦術が進化してきた。単細胞生物はアンモニアを環境中に放出する。同様に、硬骨魚類はアンモニアを水中に放出してすばやく希釈する。一般に、哺乳類は尿素回路によってアンモニアを尿素に変換する。
2つのタンパク質が近縁かどうか、換言すれば相同性があるかどうかを判断するために、科学者は配列アラインメントや構造アラインメントなどの手法を使用する。これらのツールは、関連する分子間の相同性を特定するのに役立ち、タンパク質群の進化パターンを形成する以上の意味を持っている。2つのタンパク質の配列がどの程度似ているかを調べることにより、その構造、さらには機能に関する知識を得ることができる。
核酸は、細胞核に多く存在する生体高分子群の総称であり、すべての生きた細胞やウイルスで遺伝情報の源として使用されている。核酸は、ヌクレオチドと呼ばれるモノマーから構成された、複雑で高分子量の生化学高分子である。各ヌクレオチドは、含窒素複素環塩基（プリンまたはピリミジン）、ペントース糖、およびリン酸基の3つの成分から構成されている。
もっともよく知られている核酸は、デオキシリボ核酸（DNA）とリボ核酸（RNA）の2種類である。これらの生体高分子では、各ヌクレオチドのリン酸基と糖が結合して骨格を形成し、窒素塩基の配列が遺伝情報の保存を担っている。一般的な窒素塩基は、アデニン、シトシン、グアニン、チミン、ウラシルの5種類である。核酸の鎖に含まれる核酸塩基は、水素結合によって互いに結合し、ジッパーのように相補的な窒素塩基の対を作る。アデニンはチミンまたはウラシルと結合し、チミンはアデニンとのみ、シトシンとグアニンとのみ結合する。ことができる。アデニンとチミン、アデニンとウラシルはそれぞれ2つの水素結合を形成し、シトシンとグアニンの間は3つの水素結合を形成する。
細胞の遺伝物質としての役割に加え、細胞内のセカンドメッセンジャーとしての役割を担うことも多い。また、すべての生物に存在する主要なエネルギー担体分子であるアデノシン三リン酸（ATP）の構成要素でもある。RNAとDNAの窒素塩基は異なり、アデニン、シトシン、グアニンは両方に存在し、チミンはDNAにのみ、ウラシルはRNAにのみ存在する。
生化学 代謝
グルコースはほとんどの生命体のエネルギー源である。たとえば、多糖は酵素によってモノマーに分解される（グリコーゲンホスホリラーゼは、多糖であるグリコーゲンからグルコース残基を切断する）。ラクトース（乳糖）やスクロース（ショ糖）などの二糖類は、2つの単糖に切断される。
グルコースは主に、解糖という非常に重要な10段階の経路によって代謝され、その結果、1分子のグルコースが2分子のピルビン酸に分解される。また、細胞のエネルギー通貨であるATP（アデノシン三リン酸）の正味2分子が生成され、2分子分のNAD+（酸化型のニコチンアミドアデニンジヌクレオチド）をNADH（還元型のニコチンアミドアデニンジヌクレオチド）に変換する還元当量も生成される。これには酸素を必要としない。酸素がない場合（あるいは細胞が酸素を使えない場合）、ピルビン酸を乳酸（例: ヒト）またはエタノールと二酸化炭素（例: 酵母）に変換することでNADを回復される。ガラクトースやフルクトースなどの他の単糖も、解糖経路の中間体に変換される。