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生命を構成する生体物質の代謝の主要な反応について学ぶ。また、これらの反応に関与する生体分子の性質や合成・分解などついて学ぶ。さらにこのような反応や代謝が、そのような生命現象と結びついているかを学ぶ。
This class deals with the followinｇ subjects: structure and characteristics of major biological materials; metabolism of major biological materials; chemical reactions supporting the metabolisms; involvement of the metabolism and the chemical reactions in biological phenomena.
Google Classroomのクラスコードは工学部Webページにて確認すること。
学部シラバス・時間割(https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html)
1．目的：生物を構成する物質の性質および基本的化学反応を理解し，これらと生物現象とのかかわりの例として酵素反応，遺伝等のメカニズムなどを足がかりとして生命現象と環境とのかかわりの基礎を習得する．
2．概要：生物の系統分類および進化，生物を構成する物質の構造と性質，反応を理解し，生命現象と関連する生体成分の変化や，環境汚染物質や環境変化による生物の応答メカニズムについて概説する．
3．達成目標等：この授業では，主に以下のような能力を習得することを目標とする．
・生物の系統分類および進化を知る．
・細胞の機能とその役割を知る．
・生物を構成する物質の性質とその役割を理解する．
・生体成分の代謝メカニズムを知る．
・生命現象に関する基礎的知識を得る．
・環境汚染物質や環境変化と生物の応答に関する基礎的知識を得る．
4. 講義方法：本講義は、Google Classroomを利用する場合がある。その場合のクラスコードは「gngute7」である。
The class code for Google Classroom can be found on the Web site of
the School of Engineering:
https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html (JP Only)
Biosphere is the one of the subsystem of the Earth. Understanding the role of the biosphere is very important for the challenge for environmental issues all over the world. This lecture is based on the fundamentals of biology, biochemistry and ecology to study the biosphere from molecule to ecosystem. This lecture addresses substances and reactions in lives, biological functions, biological response with environmental changes, material cycles and biological diversities.
In some cases, Google Classroom will be used for this lecture. The class code is "gngute7".
Google Classroomのクラスコードは工学部Webページにて確認すること。
学部シラバス・時間割(https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html)
１．目的
バイオテクノロジーは近年著しい進歩を遂げている。この授業ではそれを支える生物化学の基礎、とりわけ、生体構成物質の構造と機能の基礎知識について学ぶ。
２．概要
これまで学んできた有機化学や物理化学の知識を基にして、生体機能発現と密接に関連するアミノ酸やタンパク質の構造、生体触媒としての酵素の構造と機能、およびその反応速度論、補酵素の種類と役割などについて学ぶ。
３．達成目標等
この授業では主に以下のような能力を習得することを達成目標にする。
・複合領域としての生物化学を、生命現象、細胞、水との関係で理解することができる。
・生体機能を司るタンパク質やアミノ酸の構造と機能を理解し、説明することができる。
・生体触媒である酵素の構造と機能を理解し、速度論的な解析をすることができる。
The class code for Google Classroom can be found on the Web site of
the School of Engineering:
https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html (JP Only)
Object and Summary of Class
This course provides students with basic knowledge on biochemistry, in particular structures and functions of biomolecules such as amino acids and proteins.
Goal of Study
The purpose of this course is to help students explain the following biochemistry topics:
· Cell structures and roles of water in biochemical phenomena
· Structures and functions of amino acids, peptides, and proteins
· Structures and functions of enzymes and enzyme kinetics
専門教育過程での諸分野の学習に備え、生命現象を科学として理解するための基礎的な知識と考え方を学び、医療従事者としてヒトの疾患の理解に必須の基本的な概念を習得することを目的とする。
前半の講義では、生命現象の化学的側面に注目して、特にそのミクロな立場からの理解を進める。そしてタンパク質、核酸、糖、脂質といった生体物質の成り立ちとその変化はどのようなものか、について考えていく。生体を構成する物質は多種多様であり、その変化も非常に複雑である。しかしながら単に現象を解説し記憶するだけのようなものではなく、物事の“なぜ”にこたえられるよう、また「代謝学」・「医科学」・「生化学」をより具体的にとらえることのできるよう実際の事例なども交え講義の進行をはかる。
後半は、環境科学、遺伝学、免疫学やヒトの疾患の病態学まで講義を進める。
In this lecture, we will focus on the chemical aspects of life phenomena and promote understanding them from a micro perspective. Then, we will consider the formation of biological molecules such as proteins, nucleic acids, sugars, and lipids, and what their changes are. There are a wide variety of substances that make up living organisms, and their changes are very complex. However, the lecture is not just a matter of explaining and memorizing phenomena, but to be able to respond to the "why" of things. The lecture will be planned to understand "metabolism/biochemistry" with actual examples.
近年、分子レベルにおける生命科学の解明がすすみ、様々な化学反応が生命を維持するのに働くことが詳細にわかってきた。これらの化学反応の多くは非常に微小な変化であるが、遺伝子発現や様々なタンパク質間相互作用の制御に重要な働きを持つ。本特別講義では「生命科学における化学反応」に焦点を絞り、生体成分である核酸、蛋白の相互作用や機能を分子レベルで理解することを目的とする。特に、水素結合や疎水相互作用など、弱い相互作用の特徴とその共同効果ならびにエントロピーとエンタルピーの補償則についても詳細に説明する。
In recent years, the understanding of life science at the molecular level has advanced and it has become clear in detail that various chemical reactions work to maintain life. Although many of these chemical reactions only induce changes at the molecular level, they play an important role in controlling gene expression and various protein-protein interactions. In this special lecture, we will focus on "Chemical Reactions in Life Science" and aim to understand the interaction and function of biological components such as nucleic acids and proteins at the molecular level. In particular, the properties and synergetic effects of weak interactions, such as hydrogen bonding and hydrophobic interactions, will be explained in detail. The rules of entropy and enthalpy compensation are also described.
生命現象は物理や化学の言葉で語ることができることを、20世紀の生命科学の歴史が証明した。生体を構成する物質は多様で複雑であるが、物理や化学の法則に従い秩序をもって生命活動を支えている。本授業では、生物の様々な営みを分子レベルで理解するために、必要な細胞を構成する物質の特性、遺伝子、タンパク質、細胞の情報伝達機構について講義する。さらに、現代の生物化学の可能性と、直面する諸問題について考える。
It has been proved that all biological phenomena can be described by physical and chemical laws. Although the substances constituting living organisms are diverse and complex, they form an order with physical and chemical laws and support life activities. Students will learn about the basic biological molecules including amino acids, proteins, carbohydrates, nucleotides and fats. This lecture will also talk about basic molecular mechanisms of intracellular signal transduction, and will discuss the application possibilities of biochemistry and the problems in modern times.
分子レベルにおける生命現象を学ぶことで、生化学、分子生物学、生物物理学などの学問分野を理解すること を目指します。
生化学のテキストとして世界的な定評のあるストライヤー生化学(原書)を基に講義を進めます。 教科書の通読を必要とする宿題を毎回課し、採点して返却します。過度な暗記は要求せず、教科書のどこになにが書いてあるかを覚え、必要な時にいつでも確かめる態度を持つことを目指します。
本講義において学生は以下の主要トピックを学びます。
1.糖、脂質の構造と性質
2.生体膜および膜タンパク質の構造と性質
3.生物におけるエネルギー変換
本講義の使用言語は英語です。英語にて学ぶ意欲のある日本人学生の受講も歓迎します。
To learn the biological phenomena at the molecular level and to gain a deeper understanding of biochemistry, molecular biology and biophysics.
Students will learn:
1. Structures and properties of sugars and lipids,
2. Structures and properties of biological membranes,
3. Biological energy transduction.
It is desirable to consistently attend the discussions in Biochemistry IIA concerning the DNA and RNA synthesis and metabolism of biomolecules.
微生物を対象としたバイオサイエンスは、健康、食料、環境といったあらゆる分野で21世紀における人類の諸課題を解決する鍵科学の一つとして、その発展が期待されている。このような観点に立ち、本講義では微生物の構造と機能についての基礎知識を習得し、微生物の遺伝子構造や酵素産生、代謝の制御機構を分子レベルで理解し、遺伝子工学の基礎技術の原理を学ぶ。
Bioscience related to microorganisms covers one of the key science that solves problems in health, food, and environment. The purpose of this course is to obtain basic knowledge concerning structure and function of microbial cells, and to learn bioenergetics, metabolism, and genetics in microorganisms from the viewpoints of molecular biology, biochemistry, and molecular genetics.
Google Classroomのクラスコードは工学部Webページにて確認すること。
学部シラバス・時間割(https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html)
１．目的
バイオテクノロジーの基礎的知識として、糖質、核酸などの生体分子、生体膜ならびに代謝反応に関連する基礎的事項を習得することを目的とする。
２．概要
糖質、脂質と生体膜、代謝とエネルギー、解糖、クエン酸回路、その他の糖質代謝経路について、それらの構造、機能、および反応生物化学的基礎を中心に学習する。
３．達成目標等
・糖質、脂質などの生体分子の種類、構造を理解し、書けること。
・生体膜の構成要素、構造、機能を理解し説明できること。
・代謝反応の種類、相関、制御方法について理解し説明できること。
・代謝反応を自由エネルギー、酸化還元電位などを用いて定量的に理解し説明できること。
・解糖、クエン酸回路、その他の糖質代謝経路のエネルギーおよび物質代謝における役割、その戦略、機構を理解し、具体的に説明できること。
The class code for Google Classroom can be found on the Web site of
the School of Engineering:
https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html (JP Only)
1. The purpose
As a basic knowledge of biotechnology, it aims to acquire biomolecules such as carbohydrates and nucleic acids, biological membranes and fundamental matters related to metabolic reactions.
2. Overview
Learn about carbohydrates, lipids and biological membranes, metabolism and energy, glycolysis, citric acid cycle, other carbohydrate metabolic pathways, their structure, function, and reaction biochemical basis.
3. Goal
· To understand and write the types and structures of biomolecules such as carbohydrates and lipids.
· To be able to understand and explain the constituent elements, structures and functions of biological membranes.
· To understand and explain the type of metabolic reaction, correlation, control method.
· Be able to quantitatively understand and explain metabolic reactions using free energy, redox potential and so on.
· To be able to understand and explain specifically the role of glycolysis, citric acid cycle, other carbohydrate metabolic pathways in energy and substance metabolism, its strategy and mechanism.
生化学３では、生体反応や細胞間および細胞内情報伝達にかかわるタンパク質の構造と機能について学ぶ。生体高分子の構成要素であるアミノ酸とヌクレオチドの代謝、これらから産生される生理活性代謝物について学ぶ。
In this course, students will understand the structures and functions of proteins involved in biological reactions and intra-and extra-cellular signal transductions and learn the metabolism of amino acids and nucleotides and the biosynthesis of bioactive metabolites.