授業科目

生物物理化学
Biophysical Chemistry

担当者

教授   小谷 享
後 水1

単位

2

到達目標

受講生は本講義を通じて生物学を学ぶにあたって必要な物理化学の基礎を理解し、更に初級のエネルギー計算を自分で行えるようにする。また理学部生物科学科のカリキュラムポリシー「生命現象を深く解析する能力を涵養する」に基づいて、一見数式とは無縁に見える生命現象でも奥には物理の原理がつらぬかれていることに理解を深める。履修の前提として、分子系の低学年科目を受講して生体高分子やエネルギー代謝に関する予備知識を持っておく方が望ましい。微積分、指数対数などの数学的知識も多少必要である。

授業内容

 生体内では、様々な化学反応、物質輸送、電荷移動、情報伝達などが行われている。これらの過程を理解し、利用していくには、その根底にある物理化学的原理を理解する必要がある。この講義では、生物科学に携わる者に必要な生体エネルギー論、平衡論、反応速度論及び電気化学の基礎的事項を教授する。併せて、それらの基礎原理の物質分離、物理量測定、生命現象解明への適用を紹介する。毎回の授業は前半約70分の講義と後半約30分の演習で構成される。

授業計画

 以下の項目一つを一回の授業で消化して進める。予習として事前に参考書の該当する章を読んでおく事を勧めるが、必須ではない。ただし授業は段階を追って進むので、復習は必須である。毎回の演習問題について、講師が示した模範解答を十分理解するまで自習すること。演習問題は指定の参考書から出題されるので自力で調べることもできる。
1.授業内容紹介、物理化学の基本
2.気体の状態方程式
3.熱力学第一法則とエンタルピー
4.熱力学第二法則
5.自由エネルギー
6.溶液
7.前半のまとめと学力検査1
8.化学平衡
9.イオン平衡
10.反応速度論
11.電気化学
12.高分子の性質
13.光化学
14.後半のまとめと学力検査2

授業運営

講義形式で進める。授業で導出した数式を利用して計算問題を解く演習を、毎回後半30分程度を使って行う。

評価方法

学力検査2の得点で判定する。ただし、すべての小テストを受験し、学力検査1で十分に得点しておく事が、単位取得の前提である。学力検査は、それぞれの状態変数・数式の内容を正しく理解し、運用できるかどうかを問う出題になる。

オフィスアワー

月曜昼休み、および火曜昼休み。メールでの相談は随時受け付ける。

参考書

J.R.Barrante著、清水博・山本晴彦・桐野豊訳『ライフサイエンスのための物理化学』[東京化学同人]

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