大学生物学で深める高校生物
大学生物学デジタル教科書
高校生物を学んだ上位層に向けて、大学生物学の視点から「なぜそうなるのか」を深掘りする教科書です。
数理モデル・分子機構・統合的理論の3つのアプローチで、高校では暗記していた現象の本質に迫ります。
38
全記事数
16
章
5
編
第I編 進化の数理と理論
5記事 ─ 集団遺伝学、系統推定、進化ゲーム理論、性の進化
第1章 集団遺伝学の数理
B-1-1
集団遺伝学の数理 ─ 選択係数と遺伝的浮動を定量的に理解する
B-1-2
中立進化の数理的基盤 ─ 分子時計の統計学とdN/dS比
第2章 系統推定と進化理論
B-2-1
分子系統学の方法論 ─ 最節約法・最尤法・ベイズ法で進化史を推定する
B-2-2
進化ゲーム理論 ─ ESSが解き明かす行動戦略の進化
B-2-3
性の進化 ─ 有性生殖の「二倍のコスト」と赤の女王仮説
第II編 生命現象と物質
9記事 ─ タンパク質の物理化学、代謝の熱力学、生体膜と情報伝達
第3章 タンパク質の物理化学
B-3-1
フォールディング問題 ─ レヴィンタールのパラドックスとエネルギー地形
B-3-2
酵素反応の数理 ─ ミカエリス・メンテン式の導出と阻害の定量理論
B-3-3
アロステリック効果の数理 ─ ヒルの式とMWCモデル
第4章 代謝の熱力学
B-4-1
自由エネルギーと代謝 ─ ΔGが決める反応の方向性
B-4-2
代謝経路の設計論理 ─ 解糖系はなぜ10段階もあるのか
B-4-3
化学浸透圧説 ─ プロトン駆動力の定量的理解
B-4-4
Z-スキーム ─ 酸化還元電位で理解する光合成の電子伝達
第5章 生体膜と情報伝達の物理学
B-5-1
膜電位の物理化学 ─ ネルンスト式とゴールドマン方程式
B-5-2
シグナル伝達の設計原理 ─ 増幅・スイッチ・フィードバックの数理
第III編 遺伝情報の発現と発生
8記事 ─ ゲノムの維持と制御、RNAとゲノム工学、発生の数理、細胞の運命決定
第6章 ゲノムの維持と制御
B-6-1
DNA修復の多重防御 ─ 突然変異率はなぜこれほど低いのか
B-6-2
エピジェネティクスの分子機構 ─ DNAメチル化とヒストン修飾が開く遺伝子制御の新次元
第7章 RNAとゲノム工学
B-7-1
RNAの多機能性 ─ miRNA・siRNAとRNA干渉の分子機構
B-7-2
CRISPR-Cas9の分子機構 ─ PAM配列認識からDNA切断まで
第8章 発生の数理と進化
B-8-1
モルフォゲン勾配の数理 ─ チューリングの反応拡散系と位置情報
B-8-2
進化発生生物学（Evo-Devo）─ Hoxクラスターが語る形態の進化
第9章 細胞の運命決定
B-9-1
リプログラミングの分子機構 ─ 山中因子と細胞の初期化
B-9-2
アポトーシスの分子機構 ─ カスパーゼカスケードと細胞の生死決定
第IV編 生物の環境応答
8記事 ─ 神経の生物物理学、体内環境の分子設計、植物応答、概日リズム
第10章 神経の生物物理学
B-10-1
活動電位の数理 ─ ホジキン・ハクスレーモデルが明かした興奮の本質
B-10-2
シナプス可塑性の分子機構 ─ LTP・LTDが解明する記憶の基盤
B-10-3
筋収縮の分子力学 ─ アクチン・ミオシンの力発生サイクル
第11章 体内環境の分子設計
B-11-1
ヘモグロビンの協同結合 ─ ヒルの式とアロステリック効果の生理的意味
B-11-2
免疫の分子設計 ─ V(D)J組換えの分子機構とMHCの抗原提示
第12章 植物応答の分子基盤
B-12-1
植物ホルモン受容体の分子機構 ─ オーキシンのユビキチン経路
B-12-2
花の形態形成の分子基盤 ─ MADSボックス遺伝子の転写制御
第13章 概日リズムの分子設計
B-13-1
概日リズムの分子設計 ─ 転写フィードバックループとリミットサイクル
第V編 生態の数理
8記事 ─ 個体群動態、生態系と生物多様性、行動生態学
第14章 個体群動態の数理
B-14-1
ロジスティック方程式 ─ 個体群成長の数学的導出と安定性解析
B-14-2
ロトカ・ヴォルテラの捕食モデル ─ 捕食者-被食者の振動と共存
B-14-3
ロトカ・ヴォルテラの競争モデル ─ 競争排除則と共存の数理的条件
第15章 生態系と生物多様性の理論
B-15-1
島の生物地理学理論 ─ マッカーサー・ウィルソンの均衡モデル
B-15-2
生物多様性の定量的理解 ─ 種数面積関係と多様度指数
B-15-3
食物網の安定性理論 ─ メイの複雑性-安定性パラドックス
第16章 行動生態学の数理
B-16-1
ハミルトンの法則 ─ rB > C で理解する利他行動の進化
B-16-2
最適採餌理論 ─ コスト・ベネフィットで予測する動物の行動