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| 開講年度 | 2020 年度 | |
|---|---|---|
| 開講区分 | 教養教育・教養基盤科目・基礎教育 | |
| 受講対象学生 |
学部(学士課程) : 1年次 生物資源学部 資源循環学科（A、Bクラス）および海洋生物資源学科（Gクラス） |
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| 授業科目名 | 化学基礎I | |
| かがくきそいち | ||
| Basic Chemistry I | ||
| 単位数 | 2 単位 | |
| ナンバリングコード | libr-fndt-CHEM1511-001
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| 開放科目 | ||
| 分野 | ||
| 開講学期 |
前期 |
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| 開講時間 |
月曜日 1, 2時限 |
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| 開講場所 | ||
| 担当教員 | 岡垣 壮 | |
| OKAGAKI, Tsuyoshi | ||
| SDGsの目標 |
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| 授業の概要 | 専門教育に必要な生化学や細胞生物学の基礎知識を「化学」の観点から学習する。実際に多くの計算問題を通して、生体分子の濃度、化学平衡、自由エネルギー、反応性などについて定量的に理解する。 |
|---|---|
| 学修の目的 | 高等学校で教育する生物学では知識の羅列になっていて、化学的なバックグラウンドがほとんど示されていません。実際の専門教育の生化学や細胞生物学を勉強するには、化学の知識をもとに細胞内での反応性を考察する必要があります。この授業では種々の生命現象がどのような「化学的な反応」から成り立っているかを、理解する能力を身につけてもらいます。 |
| 学修の到達目標 | 自由エネルギー、生体分子の反応性、化学平衡に対する定量的な理解をする能力を得る。 |
| ディプロマ・ポリシー |
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| 成績評価方法と基準 | レポート課題の提出と期末テスト。両方を合計した総合点で評価する。出席回数は考慮しない。 |
| 授業の方法 | 講義 |
| 授業の特徴 |
キャリア教育の要素を加えた授業 |
| 授業改善の工夫 | 学生からの質問や意見、授業評価アンケートの結果などを参考にして改善する。 |
| 教科書 | Fry, Page著「生命科学系のための基礎化学」（東京化学同人） |
| 参考書 | |
| オフィスアワー | 毎週月曜日１３：００〜１８：００、生物資源学部７２２室 |
| 受講要件 | 特になし |
| 予め履修が望ましい科目 | 特になし |
| 発展科目 | 化学基礎II |
| その他 |
| MoodleのコースURL |
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| キーワード | 化学結合、分子の相互作用、分子の濃度、化学平衡、自由エネルギー、酸化還元反応、反応速度論 |
|---|---|
| Key Word(s) | chemical bond, molecular interaction, molar concentration, equilibrium, free energy, oxidization, reduction, kinetics of chemical reaction |
| 学修内容 | 1回目、元素、原子、電子（電子のエネルギー準位、炭素、窒素、酸素の電子配置）。発展：放射性同位元素と生物学（14Cによる年代測定、ガンの放射線治療、13Cによるピロリ菌の検出、トレーサー実験）。 2回目、結合、電子、分子（共有結合、配位結合、電気陰性度、イオン結合）。発展：ペプチド結合の空間配置。 3回目、分子間相互作用（水素結合、静電相互作用、疎水性相互作用）。発展：生体分子の水への溶解度、極性。 4, 5回目、分子数の表し方（モル、モル濃度、パーセント濃度、希釈）。発展：生体分子のモル濃度、細胞内は生体分子の希薄溶液。 6回目、炭素ー生命体の素ー（炭素の電子配置、π結合と電子の非局在化、芳香族性）。 7回目、形だけが異なる同じ分子（光学異性体、立体異性体）。発展：生理作用の異なる立体異性体（サリドマイド、不斉合成）。 8, 9回目、水ー生命の溶媒（水分子の結合、酸と塩基、酸性度とpH、水中での弱酸と弱塩基の解離、緩衝液、ヘンダーソンーハッセルバルクの式。発展：生体の緩衝液（リン酸緩衝液、炭酸緩衝液）。 10, 11回目、反応する分子とエネルギー（熱力学の基礎用語、エントロピー、エンタルピー、ギブス自由エネルギー）。発展：自由エネルギーと代謝経路（ATPの加水分解、解糖系と糖新生）。 12回目、反応中の分子と反応速度論（速度式、反応経路と反応機構、活性化エネルギー、平衡状態、自由エネルギーと平衡。発展：生体内は平衡状態とはかけ離れている。 13回目、エネルギーと生命（酸化と還元、自由エネルギーと酸化還元電位。発展：生体反応系における酸化還元電位、電子伝達系。 14回目、生体分子の反応性（付加反応、置換反応、脱離反応、官能基の連結（炭水化物、タンパク質、核酸を例として））。発展：酵素触媒における特異性は活性部位と基質の立体構造できまる。 15回目、演習（あるいは授業のまとめ）。 16回目、期末テスト。 |
| 事前・事後学修の内容 | 授業期間中に教科書の本文および演習問題（自己診断テスト）をもとに、レポート課題を２回出しますので提出してください。期末テストに備えて知識を整理して下さい。 |