０２　生命の化学的基礎

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目次

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1. 章の概要

章の概要

• 2.1 原子、アイソトープ、イオン、そして分子。構成要素
• 2.2 水
• 2.3 炭素

元素はさまざまな組み合わせで、生物を含むすべての物質を構成しています。生き物に最も多く含まれる元素は、炭素、水素、窒素、酸素、硫黄、リンで、これらの元素は、生命体の基本構成要素である核酸、タンパク質、炭水化物、脂質を形成しています。生物学者は、これらの重要な構成要素を理解し、分子を構成する原子のユニークな構造を理解することで、細胞、組織、器官系、そして生物全体を形成することができるのです。

すべての生物学的プロセスは物理学と化学の法則に従っており、生物学的システムの仕組みを理解するためには、その基礎となる物理学と化学を理解することが重要です。例えば、循環系における血液の流れは、流体の流れ方を規定する物理学的な法則に従っていますし、食物の大きく複雑な分子が小さな分子に分解され、それがエネルギーに変換されてアデノシン三リン酸（ATP）に蓄えられるのは、化学的な法則に従った一連の化学反応です。水の性質と水素結合の形成は、生命活動を理解する上で重要です。また、酸と塩基の性質を理解することは、例えば消化プロセスを理解するのに重要です。したがって、生物学的プロセスを理解するためには、物理学と化学の基礎が重要となるのです。